Uzay-zor beyaz kutu kriptografisi üzerine bir çalışma
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Uygulamalı Matematik Enstitüsü, Kriptografi Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HATİCE KÜBRA GÜNER
Danışman: CEYDA MANGIR, OĞUZ YAYLA
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Gizli anahtarları kötü niyetli gözlemcilerden korumak, güvenilmeyen ortamlarda krip- tografik algoritmalar için büyük bir sorundur. Beyaz kutu kriptografisi, beyaz kutu ayarında anahtarın çıkarılması imkansız hale gelecek şekilde uygun bir yöntemle şifre kodundaki anahtarın saklanmasını önerir. Anahtar genellikle uygun yöntem- lerle karıştırma katmanına gömülür. Bunlardan biri kodlama teknikleri kullanmak- tır. Bununla birlikte, birçok kodlama yöntemi cebirsel saldırılara ve yan kanal ana- lizine karşı savunmasızdır. Bir diğeri, cihazdan kolayca çıkarılamayan büyük arama tabloları oluşturan alan sabitliği konseptidir. (M,Z)-uzay sabit algoritmalarında, gizli anahtar, uygun bir blok şifre ile bir ikame kutusu olarak oluşturulan büyük tablolara gömülür. Böylece, beyaz kutu ayarındaki anahtar çıkarma sorunu, kara kutu duru- munda bir anahtar kurtarma sorununa dönüşür. (M,Z)-uzayı sabit algoritmalarındaki ana sorunlardan biri, beyaz kutu/kara kutu uygulamasının çalışma zamanını hızlan- dırmaktır. Bu çalışmada, güvenlik boyutunu düşürmeden beyaz kutu algoritmalarının difüzyon katmanını hızlandırmak için hafif bileşenlerin etkinliğinin avantajını kul- lanmayı amaçlıyoruz. Bu nedenle, NIST Hafif Standardizasyon adaylarının doğrusal katmanını verimlilik ve mevcut uzay sabit şifrelerindeki beyaz kutu ayarlarına uy- gunluk açısından karşılaştırıyoruz. Algoritmaların performans sonuçları WARX ve SPNbox ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre, difüzyon katmanında hafif bileşenlerin kullanılması, beyaz kutu algoritmalarının performansını en az %16 hızlandırıyor. Ek olarak, yan kanal saldırılarına karşı bitslice uygulamasından yararlanmak için daha iyi çalışma zamanı performansına sahip LS tasarımı tabanlı bir beyaz kutu algorit- ması ve LS tasarımı tabanlı tablo oluşturma yöntemi öneriyoruz. Metodumuzun ça- lışma zamanı performansını SPNbox algoritması ile karşılaştırdığımızda, beyaz kutu uygulaması için %28 ve kara kutu uygulaması için %27 iyileştirme elde ediyoruz. Aynı zamanda, beyaz kutu ayarında, LS tasarımına dayalı yöntemı 256 bitlik blok boyutuna da uyguluyoruz.