Cryptographically secure random number generation based on a chaotic system: A novel entropy lamp system
Kaotik sisteme dayalı kriptografik güvenli rastgele sayı üretimi: Yeni bir entropi lambası tasarımı
- Tez No: 997107
- Danışmanlar: PROF. DR. MELAHAT BİLGE DEMİRKÖZ, DOÇ. DR. OĞUZ YAYLA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Matematik, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Entropi, Entropi üretimi, Entropy, Entropy generation
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Uygulamalı Matematik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kriptografi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kaotik sistemler başlangıç koşullarına duyarlılık ve öngörülemezlikle güvenliği artırır. Bu çalışma, yüksek entropili tohumlar elde etmek amacıyla entropi lambası sisteminden yakalanan piksellerle güvenli rastgele sayı üreteci geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu tez, RGB renk uzayının, gri tonlamalı versiyonlarına kıyasla ek entropi derecelerine sahip olduğu gözleminden esinlenmiştir. Bu fikirden yararlanmak amacıyla üç kritik faktörü inceler: Akışkan ortamda beklenen kaotik hareketi sağlarken entropi parçacıklarının bütünlüğünü koruyacak şekilde tasarlanmış entropi lambası sıvısı; RGB renk uzayının üç alt uzayından yüksek entropi elde etmek için çok renkli entropi parçacığı karışımı; ve RGB uzayının bağımsız üç alt uzayını birleştirerek rastgeleliği en üst düzeye çıkarmayı hedefleyen entropi çıkarım yöntemi. Sistem entropi seviyelerini ve istatistiksel rastgeleliği değerlendiren NIST SP 800-90B ve NIST SP 800-22 Rev.~1a ile test edildi. Entropi lambası sistemi dört entropi lambasından oluşmakta ve 7'den büyük entropi seviyesine sahip ham veri üretmektedir. Ham veri testleri yaklaşık 140 GB'ı aşan veri setiyle 1 MB'lık parçalar halinde yapıldı. Koşullandırma bileşeni sonrası 7,9'dan büyük stabil entropi ölçümleri elde edilmektedir.
Özet (Çeviri)
Chaotic systems are sensitive to initial conditions and enhance security by introducing unpredictability. This study aims to develop a cryptographically secure random number generator using captured pixels from an entropy lamp system as high-entropy seeds. This thesis was inspired by the observation that RGB color space has extra degrees of entropy compared to gray-scale images in key generation. To utilize this idea, the research investigates three critical factors: An entropy lamp fluid designed to provide the chaotic motion, multi-color entropy particle mixture to obtain higher entropy from each three subspaces of RGB color space, and an entropy extraction method to maximize randomness by combining three subspaces of RGB space as three independent variables. The system is evaluated by using NIST SP 800-90B and NIST SP800-22 Rev. 1a, which assess entropy levels and statistical randomness, respectively. The entropy lamp system consists of four entropy lamps and produces raw data with an entropy level greater than 7, tested on 1 MB raw data chunks, with a total of almost over 140 GB. The entropy system output achieves an entropy level of approximately 7.99 after conditioning.
Benzer Tezler
- Çok boyutlu kaotik sistemler ile şifreleme
Encryption with multi-dimensional chaotic systems
ASİYE YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT GÜZELİŞ
- Dram üzerinde gerçek rastgele sayı üretme mekanizmaları için sistem tasarımı
End-to-end system design for dram-based true random number generators
FATMA NİSA BOSTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ ERGİN
- Analysis of android random number generator
Android rassal sayı üretecinin analizi
SERKAN SARITAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ AYDIN SELÇUK
- Statistical IID tests of integer sequences
Tam sayı dizilerinin istatistiksel IID testleri
SENA YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
MatematikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ DOĞANAKSOY
- Uzaktan erişimli kriptografik güvenli haberleşme protokolü
Remote access cryptographically secure communication protocol
ALPER UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolPamukkale ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MURAT AYDOS
YRD. DOÇ. DR. KADİR YALDIR
YRD. DOÇ. DR. SERDAR İPLİKÇİ