Plug and charge teknolojisi ile quantum key distribution protokolü kullanılarak araçlar ve şarj istasyonları arasındagüvenli iletişimin sağlanması
Secure communication between vehicles and charging stations using plug and charge technology and quantum key
- Tez No: 954275
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET KILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Otomotiv Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Automotive Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Nişantaşı Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapay Zeka Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli araçların (EV) yaygınlaşması, şarj altyapısının güvenliğini kritik bir unsur haline getirmiştir. ISO 15118 standardı ile tanımlanan Tak ve Şarj Et (PnC) teknolojisi, otomatik kimlik doğrulama ve ödeme kolaylığı sunarak şarj deneyimini iyileştirmektedir. Ancak, PnC'nin klasik asimetrik kriptografiye (RSA, ECC) dayalı mevcut güvenlik yöntemleri, gelişen kuantum bilgisayarların oluşturduğu ve Shor algoritması gibi yöntemlerle bu algoritmaları kırabilen tehditlere karşı savunmasızdır. Bu durum, PnC gibi kritik altyapıların uzun vadeli güvenliğini tehlikeye atmaktadır. Bu tez çalışması, PnC iletişiminin güvenliğini, fiziksel yasalara dayanan Kuantum Anahtar Dağıtımı (QKD) protokollerini entegre ederek, gelecekteki kuantum saldırılarına karşı artırmayı amaçlamaktadır. Çalışmada, PnC mimarisi, ISO 15118 standardı ve klasik güvenlik mekanizmaları incelenmiş; kuantum kriptografi prensipleri ve önde gelen QKD protokolleri (BB84, E91) detaylandırılmıştır. Tezin temel katkısı, PnC altyapısına QKD entegrasyonunu mümkün kılan yeni bir sistem mimarisi ve bu mimari içinde çalışacak bir iletişim protokolü önermesidir. Önerilen mimari, EV ile EVSE arasında güvenli simetrik anahtar üretimini ve bu anahtarların ISO 15118 mesajlarını korumak için kullanımını kapsamaktadır. Bu konsept, geliştirilen bir simülasyon uygulaması ile de gösterilmiştir. Önerilen çözümün güvenlik analizi, performans metrikleri ve pratik uygulanabilirliği (maliyet, entegrasyon, ölçeklenebilirlik) kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiş; klasik kriptografi ve Kuantum Sonrası Kriptografi (PQC) yaklaşımlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu çalışma, EV şarj ekosisteminde geleceğe yönelik, kuantum dirençli ve koşulsuz güvenlik potansiyeli sunan bir altyapının teorik temellerini atmayı hedeflemektedir. Elde edilen bulgular, PnC teknolojisinin güvenliğinin artırılması ve kullanıcı mahremiyetinin korunması açısından QKD'nin önemli bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The global proliferation of electric vehicles (EVs) has made charging infrastructure security a critical concern. Plug and Charge (PnC) technology, defined by the ISO 15118 standard, enhances user experience by offering automated authentication and payment. However, PnC's security, based on classical asymmetric cryptography (e.g., RSA, ECC), is vulnerable to threats from quantum computers, which can break these algorithms via Shor's algorithm, jeopardizing the long-term security of critical infrastructures. This thesis aims to enhance PnC communication security against quantum attacks by integrating Quantum Key Distribution (QKD) protocols, which promise information- theoretic security. The study examines the PnC architecture, its operation within ISO 15118, and its classical security mechanisms. Subsequently, the principles of quantum cryptography and prominent QKD protocols (BB84, E91) are discussed. Cyber threats targeting EV charging infrastructure, particularly PnC-specific attack vectors, are analyzed to highlight the protection QKD can offer. The primary contribution is a novel system architecture for QKD integration into the PnC communication infrastructure, featuring a QKD-enhanced protocol. This architecture encompasses QKD modules, key management processes, and the secure transmission of ISO 15118 messages using QKD-generated keys. A simulation application was developed to demonstrate the concept. A security analysis of the proposed architecture is conducted, and its performance metrics and practical applicability (cost, integration, scalability) are evaluated. The solution is also compared with classical and Post-Quantum Cryptography (PQC) approaches. This study lays the theoretical foundations for a future- proof, quantum-resistant infrastructure, indicating QKD's significant potential for enhancing PnC security and protecting user privacy, though practical implementation requires careful planning and technological advancement.
Benzer Tezler
- Elektrikli taşıtların güç yönetimi ve akıllı şebekeler ile bağlantısı
Smart grid connections and energy managements of electric vehicles
ALİ RIFAT BOYNUEĞRİ
Doktora
Türkçe
2014
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET UZUNOĞLU
- Elektrikli araçlar için kablosuz şarj cihazı tasarımı
Designing a wireless charger for electrical vehicles
BEKİR FİNCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Uygulama yazılımları için konteyner tabanlı uygulama havuzlarının geliştirilmesi
Development of container-based application pools for application programs
AHMET ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKırıkkale ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLLA ERGÜZEN
- Avangart tasarım süreci için kent morfolojisi kısıtlayıcıları ile bir simülasyon modeli
A simulation model with urban morphology constraints for avant-garde design process
ASLI AĞIRBAŞ
Doktora
Türkçe
2016
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİYE EMEL ARDAMAN
- Firma şebekelerinde ATM
Başlık çevirisi yok
BEHÇET KURBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. GÜNSEL DURUSOY