Karma: Değişken uzunluklu kriptografik özetleme fonksiyonu
Karma: Arbitary-length cryptographic hash function
Yazar: BURAK BAYSAN
Danışman: PROF. DR. SERHAT ÖZEKES
Üsküdar Üniversitesi / Bağımlılık ve Adli Bilimler Enstitüsü / Adli Bilimler Ana Bilim Dalı / Adli Bilişim Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Blok şifreler = Block ciphers ; Dijital deliller = Digital evidences ; Elektronik delil = Electronic evidence ; Elektronik imza = Electronic signature ; Lineer hash metodu =   ; Sayısal imza = Digital signature

Özet:
Bu çalışmada Karma Kriptografik Mesaj Özetleme Fonksiyonu çalışılmıştır. Karma, keyfi uzunlukta hash değerleri üretebilen, bit düzeyinde donanımsal uygulamaya veya 64-bit işlemciler üzerinde yazılımsal uygulamaya uygun, sade fonksiyon temsillerine sahip, yalnızca mantıksal operatörleri kullanan, yüksek hız performansına sahip, düşük alan ve işlem maliyetine ihtiyaç duyan, yüksek güvenlik sağlayan bir kriptografik mesaj özetleme fonksiyonudur.

Çalışma içerisinde, cebir, olasılık teorisi, bilgi teorisi, karmaşıklık teorisi ile ilgili detaylı tanımlar ve örnekler verilmiştir. Devamında, bu tanımlar üzerinde istatistiksel testlerin tanımları oluşturulmuştur. Karma'nın tanım ve temsillerinde klasik cebirsel temsiller üzerinde sadeleştirilmiş tanımları yapılan boole cebrinin mantıksal işlemleri kullanılmıştır. Elde edilen Karma'nın hem teorik ispatlara hem de istatistiksel testlere dayalı güvenlik ve performans analizleri detaylı olarak gerçekleştirilmiş ve çalışma içerisinde verilmiştir.

Güvenlik incelemelerinde yaygın literatürün kabul ettiği saldırı yöntemleri ve istatistiksel test yöntemleri kullanılmış, ayrıca saldırı varsayımları altında Karma'nın alt bileşenlerinin de dahil edildiği detaylandırılmış kriptanalizler gerçekleştirilmiştir.
Performans incelemelerinde hem deneysel hem de teorik incelemeler farklı platformlar üzerinde birden fazla kriter göz önüne alınarak incelenmiştir.

Gerçekleştirilen analizlerde karşılaştırmaların sağlanması için literatürde yer alan çok sayıda kriptografik mesaj özetleme fonksiyonu, Karma ile aynı şartlar altında aynı incelemelere tabi tutulmuştur.

Abstract:
In this study, a cryptographic message digest function (Karma) is studied. Karma is a cryptographic message digest function that can generate hash values of arbitrary length, is suitable for bit-level hardware implementation or software implementation on 64-bit processors, has simple function representations, uses only logical operators, has high speed performance, requires low memory space and computational cost, and provides high security.

In this study, detailed definitions and examples related to algebra, probability theory, information theory, complexity theory are given. Subsequently, the definitions of statistical tests on these definitions are established. In the definitions and representations of Karma, the logical operations of boolean algebra, which are simplified definitions on classical algebraic representations, are used. Security and performance analyses of the Karma based on both theoretical proofs and statistical tests are performed in detail and given in the paper.

In security reviews, attack methods and statistical test methods accepted by the widespread literature were used, and detailed cryptanalyses were carried out under attack assumptions, including the subcomponents of Karma.

In the performance analyses, both experimental and theoretical analyses were performed on different platforms by considering multiple criteria.

In order to provide comparisons in the analyses, a large number of cryptographic message digest functions in the literature were subjected to the same investigations under the same conditions as Karma.