Public-key cryptography on constrained embedded devices
Kısıtlı kaynaklı gömülü cihazlar üzerinde açık anahtarlı şifreleme
- Tez No: 753878
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SELÇUK BAKTIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Kısıtlı kaynaklı gömülü cihazlar, kablosuz sensör ağları ve nesnelerin İnterneti de dahil olmak üzere bir çok uygulamada konuşlandırılmaktadır. Bu uygulamalar hassas verilere sahip olabileceğinden ve kritik amaçlara hizmet edebileceğinden, kablosuz sensör düğümleri veya nesnelerin İnterneti cihazları arasındaki haberleşmenin güvenliğinin sağlanması önemlidir. Sadece simetrik şifreleme uygulanması, gizli anahtarların dağıtılması problemini çözümsüz bırakır. Bu nedenle, gizli anahtar dağıtımını etkin bir şekilde yapabilmek için, açık-anahtarlı şifreleme kullanılmalıdır. Görece daha kısa anahtarı olduğundan, eliptik eğri şifreleme genellikle literatüredeki ilk seçimdir. Fakat, mikrodenetleyiciler gibi kısıtlı kaynaklı cihazlar için hesaplamalar ağır olduğundan, hızlandırma yöntemleri hala gerekmektedir. Bu nedenle, kısıtlı kaynaklı bir mikrodenetleyici olan MSP430 için, eliptik eğri şifrelemeyi sayılar teorisi dönüşümü tabanlı işlemler, en uygun ilave alan ve Edwards eğrileri kullanarak gerçekleştirdik. Uyguladığımız yöntemleri ve literatürdeki diğer çalışmarla beraber olan performans sonuçlarını tezin ilk kısmında sunmaktayız. Bir diğer açık anahtarlı şifreleme olan Rivest Shamir Adleman (RSA) daha büyük boyutlu bir anahtara sahiptir ki bu kısıtlı kaynaklı mikrodenetleyiciler için bir dezavantajdır. Yine de hızlı sayısal imza doğrulama ve hali hazırdaki haberleşme yapılarında kullanıldığı için RSA tercih edilebilir. Tezin ikinci kısmında, büyük boyutlu anahtarı olmasına rağmen, en etkin hesaplama, düşük seviye kodlama ve bazı hızlandırma yöntemleri kullanarak RSA kullanılabilirliği gösterilmiştir. Bu tezde sunulan RSA gerçekleştirmeleri, literatürde benzer mikrodenetleyiciler kullanan çalışmalara kıyasla en hızlı zamanlamalara sahiptir.
Özet (Çeviri)
Constrained embedded devices are widely deployed in many areas including wireless sensor network and Internet of things. Since such applications may contain sensitive data and may serve to critical purposes, securing the communication between the wireless sensor nodes or Internet of things devices is vital. Applying only symmetric key cryptography remains with a problem when it comes to distribution of the private keys. Thus, it is necessary to use a public-key cryptography for sharing private keys effectively. With its relatively smaller key size, elliptic curve cryptography is usually the first choice in literature. However, acceleration methods are still required since the computations are heavy for the constrained devices such as microcontrollers. For this reason, we implemented elliptic curve cryptography on a constrained microcontroller, MSP430, utilizing the number theoretic transform based computations, optimal extension field and Edwards curve. We presented our applied methods and the performance result including the comparison with the literature in the first part of the thesis. Another public-key cryptography, Rivest Shamir Adleman (RSA), has a larger key size which is a drawback for the resource constrained microcontrollers. However, it allows fast digital signature verification and can be desirable since it's widely used in the existing communication infrastructure. In the second part of the thesis, it is showed that, in spite of its long key size, RSA is applicable for constrained devices when optimized arithmetic, low-level coding and some acceleration algorithms are used. RSA implementations that are presented in the thesis have the fastest reported timings compared to the studies in the literature which use similar constrained microcontrollers.
Benzer Tezler
- Security, privacy and trust in wireless mesh networks
Çokgen bağlantılı kablosuz ağlarda güvenlik, mahremiyet, ve güven
AHMET ONUR DURAHİM
Doktora
İngilizce
2012
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAY SAVAŞ
- Müzikle şifreleme-veri gizleme sistemi tasarımı ve gerçeklenmesi
Cryptography-steganography system design and implementation using music
MUHAMMET HAMDİ YAVUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OĞUZ ERGİN
- Simple and flexible random key pre-distribution schemes for wireless sensor networks using deployment knowledge
Kablosuz duyarga ağları için konuşlandırma bilgisi kullanılan basit ve esnek, rastlantısal ön yüklemeli anahtar ağıtım şemaları
SİNAN EMRE TAŞÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSabancı ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. ALBERT LEVİ
- A node authentication mechanism on wireless sensor networks
Telsiz sensör şebekelerinde düğüm onaylama mekanizması
KAMERAN ALI AMEEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Bilim ve TeknolojiÇankaya ÜniversitesiMatematik ve Bilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YURİY ALYEKSYEYENKOV
- Blockchain-based IoT resource sharing with privacy preserved transactions
Başlık çevirisi yok
MUHAMMAD YASIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÖzyeğin ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KÜBRA KALKAN ÇAKMAKCİ