Kriptografi-bilgi güvenliği için rastgele sayı üreteci geliştirilmesi
Random number generator design for cryptography-information security
- Tez No: 770654
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TURGAY KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Telekomünikasyon Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Kriptolojik amaçlarla geliştirilen sistemler, gün geçtikçe önemini arttırmaktadır. Rastgele sayı üreteçleri ise kriptoloji biliminin temelinden itibaren süre gelen geniş bir çalışma alanıdır. Bu tez çalışmasında, kriptolojik amaçlarla kullanılmak üzere hem gerçek hem de sözde rastgele sayı üreteci tasarımları gerçekleştirilerek çeşitli testler yardımıyla başarıları ölçülmeye çalışılmıştır. Tez çalışmasında ilk olarak farklı rastgele sayı üreteci tasarımları gerçekleştirilmiştir. Fiziksel bir sinyale ihtiyaç duyan gerçek rastgele sayı üreteçleri, algoritmik yapıdaki sözde rastgele sayı üreteçleri ile desteklenmiştir. Fiziksel sinyaller, Lyapunov üstelleri ve Hoshen-Kopelman algoritmasıyla ön testten geçirilmiştir. Daha sonra geliştirilen sistemler NIST istatistiksel rastgelelik testleri, otokorelasyon testi, scale-index testi gibi analizlerle doğrulanmaya çalışılmıştır. Burada elde edilen rastgele bit dizileri, mevcut şifreleme algoritmaları ve kendi geliştirdiğimiz şifreleme algoritmasının yardımıyla şifreleme işlemleri için kullanılmıştır. Şifreleme işlemleri için histogram analizi, anahtar hassasiyeti ve boyutu analizi, NPCR ve UACI testi, entropi testi, korelasyon katsayılarının hesaplanması gibi farklı kriptanaliz yöntemleri uygulanarak sistemlerin güvenilirlikleri incelenmiştir. Bu çalışmada güvenlik gereksinimlerini sağlayan farklı gerçek ve sözde rastgele sayı üreteci tasarımlarıyla yeni bir simetrik blok şifreleme algoritması tasarlanmıştır. Geliştirdiğimiz rastgele sayı üreteçleri istatistiksel testlerden başarılı sonuçlar elde ederek kriptolojik uygulamalarda kullanılabileceği gösterilmiştir. Geliştirilen simetrik blok şifreleme algoritması ise güvenlik testlerinden başarı sağlamasının yanı sıra, şifreleme ve şifre çözme işlemlerinde standart algortimalardan daha hızlı çalıştığı yaptığımız çalışmada gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Systems developed for cryptological purposes are increasing their importance day by day. On the other hand, random number generators have a wide field of study that has been going on since the existence of cryptology. In this thesis, both real and pseudo-random number generator designs to be used for cryptological purposes were realized and their success was tried to be measured with the help of various tests. In the beginning of the thesis study, different random number generator designs were carried out. True random number generators that need a physical signal are supported by pseudo random number generators in algorithmic structure. Physical signals are pretested with Lyapunov exponents and Hoshen-Kopelman algorithm. Later, the developed systems were tried to be verified with analyzes such as NIST statistical randomness tests, autocorrelation test, scale-index test. The random bit sequences obtained here are used for encryption processes with the help of existing encryption algorithms and the encryption algorithm that we advanced. The reliability of the encryption systems was investigated by applying different cryptanalysis methods such as histogram analysis, key sensitivity and key space analysis, NPCR and UACI test, entropy test, calculation of correlation coefficients. In this study, a new symmetric block cipher algorithm is designed with different true and pseudo random number generator designs that meet the security requirements. It has been shown that the random number generators we have developed can be used in cryptological applications by obtaining successful results from statistical tests. On the other hand, the developed symmetric block cipher algorithm, has been shown in our study to work faster than standard algorithms in encryption and decryption processes, as well as succeeding in security tests.
Benzer Tezler
- Improvement of a robust image encryption algorithm for security ofdigital images
Sayısal görüntülerin güvenliği için gürbüz bir görüntü şifrelemealgoritmasının geliştirilmesi
AINA'U SHEHU MUHAMMAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilim ve TeknolojiFırat ÜniversitesiYazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH ÖZKAYNAK
- Kaos tabanlı çift entropi çekirdekli gerçek rasgele sayı üreteci tasarımı ve FPGA üzerinde gerçekleştirilmesi
Chaos-based dual entropy core true random number generator design and its realization on FPGA
MURAT TUNA
Doktora
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CAN BÜLENT FİDAN
- On an efficient implementation of combined true random number generator and physically unclonable function on a SoC FPGA
Bir SoC FPGA üzerinde kombine gerçek rastgele sayı üreteci ve fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyonun verimli bir uygulaması üzerine
YUNUS EMRE YILMAZ
Doktora
İngilizce
2024
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKriptografi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ YAYLA
- Studies on the design of robust and fully-digital random number generators
Tamamen sayısal güvenli rastgele sayı üreteci tasarımı üzerine çalışmalar
BURAK ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. TUFAN COŞKUN KARALAR
- Design and implementation of a novel physically unclonable function with a new cellular automata model
Yeni bir hücesel otomat modeli kullanarak özgün bir fiziksel klonlanamayan fonksiyonun tasarımı ve gerçeklemesi
EMRE GÖNCÜ
Doktora
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN