Kesir-dereceli kaotik sistemler ile gömülü sistem tabanlı kriptoloji ve steganografi uygulaması
Embedded system based cryptology and steganography application with fractional-order chaotic systems
- Tez No: 895172
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA YAZ, PROF. DR. AKİF AKGÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yozgat Bozok Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Bu tez çalışmasında, Arneodo ve Sprott B kaotik sistemleri Incommensurate kesir-dereceli olarak tasarlanmıştır. Sistemlerin denge noktaları bulunmuş, zaman serileri ve faz portreleri elde edilmiş ve Lyapunov üstel değerleri hesaplanmıştır. Parametre değişimlerine göre Lyapunov üstel spektrumları ve çatallaşma diyagramları çizilmiştir. Incommensurate kesir-dereceli sistemler Nvidia Jetson AGX Orin üzerinde modellenerek simülasyonlar yapılmış ve tasarlanan elektronik kart aracılığıyla devre uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Bu kaotik denklemler Grünwald–Letnikov yöntemiyle ayrıklaştırılmış ve tez kapsamında önerilen RSÜ algoritması kullanılarak gömülü sistem tabanlı, özgün RSÜ tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan RSÜ'ler, uluslararası alanda kabul gören NIST 800-22, FIPS 140-1 ve ENT istatistiksel testlerinden başarıyla geçerek şifreleme ve steganografi algoritmalarının geliştirilmesinde temel alınmıştır. Incommensurate kesir-dereceli kaotik RSÜ kullanılarak gömülü sistem tabanlı özgün bir görüntü şifreleme algoritması geliştirilmiştir. Her iki kaotik sistem temelli şifreleme algoritmasının başarımı, şifrelenen görüntülerin güvenlik analizleri yapılarak ölçülmüştür. Bu sayede hem Incommensurate kesir dereceli Arneodo (IKA) hem de Incommensurate kesir dereceli Sprott B (IKSB) kaotik sistemlerinin gömülü sistem tabanlı şifreleme uygulamalarında başarıyla kullanılabileceği gösterilmiştir. Ayrıca, tasarlanan RSÜ kullanılarak gömülü sistem tabanlı bir görüntü steganografi algoritması geliştirilmiştir. Geliştirilen steganografi uygulaması, iki seviyeli güvenliğe sahiptir. Her iki kaotik sistem temelli steganografi algoritmasının başarımı, stego görüntülerin güvenlik analizleri yapılarak ölçülmüştür. Bu sayede hem IKA hem de IKSB kaotik sistemlerinin, gömülü sistem tabanlı steganografi uygulamalarında başarıyla kullanılabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the Arneodo and Sprott B chaotic systems have been designed as incommensurate fractional-order systems. The equilibrium points of the systems were identified, time series and phase portraits were obtained, and Lyapunov exponents were calculated. Lyapunov exponent spectra and bifurcation diagrams were plotted according to parameter variations. The incommensurate fractional-order systems were modeled on the Nvidia Jetson AGX Orin, and simulations were performed, followed by circuit implementations through a custom-designed electronic board. These chaotic equations were discretized using the Grünwald–Letnikov method, and an original Pseudorandom Number Generator (PRNG) design, based on the embedded system and using the proposed PRNG algorithm within this thesis, was realized. The designed PRNGs successfully passed internationally recognized statistical tests, including NIST 800-22, FIPS 140-1, and ENT, serving as the foundation for encryption and steganography algorithms. An original image encryption algorithm based on an embedded system was developed using the incommensurate fractional-order chaotic PRNG. The performance of both chaotic system-based encryption algorithms was evaluated by conducting security analyses of the encrypted images, demonstrating the successful application of both the Incommensurate Fractional-Order Arneodo (IKA) and Incommensurate Fractional-Order Sprott B (IKSB) chaotic systems in embedded system-based encryption. Additionally, an embedded system-based image steganography algorithm was developed using the designed PRNG. The developed steganography application features a two-level security mechanism. The performance of both chaotic system-based steganography algorithms was evaluated by conducting security analyses of the stego images, demonstrating the successful application of both IKA and IKSB chaotic systems in embedded system-based steganography.
Benzer Tezler
- Kesir dereceli kaotik sistemlerin aktif devre elemanları ile gerçekleştirilmesi
Implementation of fractional order chaotic system with active circuit elements
EMRE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEDAT ÇELİK
- Kesir dereceli kaotik sistemlerin FPGA platformu ile gerçekleştirilmesi
Implementation of fractional order systems based on FPGA
MUHAMMET TAHA ATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN GÜLER
- Kesir dereceli kaotik sistemlerin bilgisayar bilimlerine uygulanması
Application of fractional order chaotic systems to computer science
GÖKÇE YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiYazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN TANYILDIZI
- Zaman gecikmeli-kesir dereceli kaotik sistemlerde senkronizasyon ve FPGA uygulamaları
Synchronization and FPGA applications in time delay-fraction order chaotic systems
SEMİH CAN DEĞİRMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiSavunma Sanayi Teknoloji ve Stratejileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KENAN ALTUN
- Tamsayılı ve kesirli dereceden farklı kaotik sistemler ile rasgele sayı üreteçleri ve arayüz tasarımı
Different random number generators and interface design with integer and fractional order chaotic systems
COŞKUN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKİF AKGÜL