A PUF-BASED LIGHTWEIGHT GROUP AUTHENTICATION AND KEY DISTRIBUTION PROTOCOL

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: HÜSNÜ YILDIZ

Eş Danışman: MURAT CENK

Danışman: Ertan Onur

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kimlik denetimini, bütünlüğü ve gizliliği garanti ederek hassas verileri toplayan ve aktaran Nesnelerin İnterneti (IoT) uygulamalarının güvenliği önemli bir sorundur. Bu tür uygulamalarda çok sayıda kısıtlı özelliklere sahip cihaz olabileceğinden, güvenlik işlevlerinin hesaplama ve iletişim yükünü azaltmak da önemli bir konudur. Bu tezde ana odağımız IoT'de grup kimlik doğrulaması ve anahtar yönetimidir. Literatürdeki mevcut grup kimlik doğrulaması ve anahtar yönetimi protokolleri, IoT için maliyetli olan asimetrik şifreleri kullanarak hesaplamalar yapar. Bu nedenle, IoT uygulamaları genellikle basit güvenlik yöntemlerini kullanır. Bu ise siber saldırılarda, cihazların kolayca ele geçirilip kullanılmasına olanak tanımaktadır. Bu tezde fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyon (PUF) tabanlı hafifsiklet grup kimlik doğrulaması ve anahtar dağıtım (PLGAKD) protokolü PUF, faktöriyel ağaç ve Ç̧inli Kalan Teoremi (CRT) kullanılarak önerilmektedir. Bu protokolde, PUF grup üyeleri için hafifsiklet kimlik doğrulama ve anahtar dağıtımını gerçekleştirir. Faktöriyel ağaç ve CRT, ikili arama ağacına kıyasla, düğümlerde saklanan anahtar sayısını ve iletişim mesajlarının sayısını azaltmamıza yardımcı olur. PLGAKD'deki iletişim yükü ikili arama ağacı algoritmalarına göre neredeyse yarı yarıya düşürülmüştür. PLGAKD'de sadece simetrik şifreleme, özet fonksiyonu ve XOR operasyonları kullanıldığından, hesaplama yükü oldukça düşüktür.