Eliptik eğriler ile kimlik tabanlı sertifikasız kriptografi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Yasin GENÇ

Danışman: Erkan Afacan

Özet:

Kriptografi, bulut bilişimden akıllı ulaşım sistemlerine kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, araçların interneti için koşullu gizliliği koruyan özgün bir kimlik doğrulama şeması önerilmiştir. Bu şema, eliptik eğrileri kullanan eşlemesiz, kimlik tabanlı ve sertifikasız bir kriptografi yöntemine dayanmaktadır. Ayrıca araç ağı sisteminde kullanıcıların gizliliğini sağlamak için anonim kimlikler kullanılmaktadır. Önerilen yöntemde matematiksel olarak maliyetli olan çift doğrusal eşleme kullanılmamıştır. Bu sayede eliptik eğri kriptografisi etkin olarak kullanılarak verimli ve hafifsiklet bir kimlik doğrulama şeması tasarlanmıştır. Eşleme tabanlı kriptografideki temel şifreleme ve imza şemaları hakkında bilgi sunulmuştur. Ayrıca önerilen şema kimlik tabanlı kriptografinin dezavantajı olan anahtar emanet problemini ortadan kaldıran sertifikasız kriptografi temelli bir özellik taşımaktadır. Ağ sistemine dahil olan kullanıcıların her mesaj imzalama sırasında merkezi birimlerle iletişim kurarak imzalama için gerekli bilgileri talep etmesi araç ağlarında hesaplama yüküne ve bağlantı sorunlarına sebep olabilmektedir. Önerilen şemada, kullanıcıların her mesaj imzalama sırasında merkezi birimlerle iletişim kurmasına gerek yoktur. Böylece merkezi birimlerdeki hesaplama yükü ve bağlantı sorunları en aza indirilmektedir. Bununla birlikte önerilen şema, mesaj doğrulama aşamasındaki gecikmeleri en aza indiren verimli bir toplu mesaj doğrulaması yöntemini de desteklemektedir. Önerilen kimlik doğrulama şemasının diğer mevcut şemalara göre performans değerlendirmesi için hesaplama maliyeti, iletişim maliyeti ve enerji tüketim maliyeti karşılaştırılmıştır. Önerilen kimlik doğrulama şemasının güvenlik değerlendirilmesi rasgele kâhin modeline göre yapılmıştır. Güvenli bir araç ağının tasarımı için gerekli olan temel güvenlik gereksinimleri kontrol edilmiş ve önerilen şemanın siber saldırılara karşı dayanıklı olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada ayrıca eliptik eğri tabanlı özgün bir şifreleme algoritması ve verimli bir eliptik eğri tabanlı imza şeması da önerilmiştir. Tasarım ve hesaplamalar C++ programlama dili ile gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler : Kriptografi, eliptik eğriler, kimlik tabanlı kriptografi, sonlu cisimler, sertifikasız kriptografi, araçların interneti