Kablosuz sensör ağlarının güvenliğini sağlamada hafif kriptografinin kullanılması
Using lightweight cryptography to secure wireless sensor networks
Yazar: DİLAN KARATAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHİTTİN BAYRAM
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kriptografi = Cryptography

Özet:
Teknolojik değişimlerle birlikte internet de hızlı bir şekilde değişim göstermektedir. İnternet yalnızca insanların birbirlerine bağlanması değil bilakis cihazlarında birbirine bağlanmasında oldukça etkili olmaya başlamıştır. Özellikle son yıllarda hızla yaygınlaşan Nesnelerin İnterneti teknolojisi ile daha da gelişen kablosuz haberleşme cihazları, sensör ağları, akıllı kartlar, uzaktan kumanda sistemleri RFID ( Radyo Frekanslı Kimlik Belirleme Aletleri) etiketleri gibi kısıtlı cihaz denilen, düşük işlem yeteneğine sahip ve az enerji tüketmesi gereken cihazların kullanımı yaygınlaşmaktadır. Mevcut geleneksel algoritmaların bu kısıtlı cihazlara uygulanması performans ve güvenlik açısından zor olduğu bilinen bir gerçektir. Bu bağlamda, bu cihazların özel algoritmalara ihtiyaçları vardır. Bu sınırlamalar göz önünde bulundurularak tasarlanan kriptografik algoritmalara "hafif algoritmalar", bu algoritmaların tasarlanması çalışmalarına da "hafif kriptografi" denmektedir. Kriptografi, en yalın ifadeyle yetkisiz erişimi engellemek için mesaj ve verilerin gizlenmesidir. Kriptografinin kullanımı çok eskilere dayanır ve veri güvenliğinde oldukça önemlidir. Hafif kriptografik algoritmalar çok daha az güç ve çok daha sınırlı devreler kullandığından bu tür cihazlarda kullanılmıştır. Geleneksel kriptografik algoritmaların çoğu bilgisayar ve sunucular için tasarlanmış kısıtlı cihazlarla uyum sağlamamaktadır. Hafif kriptografi algoritması bir taraftan daha küçük bir veri işlem gücü kullanırken diğer taraftan onu güvence altına alabilmek için bir prosedür uygular. Hafif kriptoloji algoritmaları, klasik yöntemlerle karşılaştırıldığında daha temel döngü ve daha az işlem yoğunluklarına sahiptir. Hafif blok şifrelerde ise, daha çok algoritma vardır. Bu algoritmaların çokluğuna ve bir kısmının verimliliğine rağmen, hafif kriptografi algoritmalarında aynı zamanda kısıtlı cihazların özelliklerini de dikkate almak gerekir. Gerekli güvenlik seviyesini elde etmek daha zor olduğundan dolayı daha seçici ve iyi algoritma ve çözüm yolları geliştirmeye ve aramaya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, kablosuz sensör ağlarının güvenliğinde kullanılan hafif kriptografik algoritmalar üzerinde durulacak ve performans açısından karşılaştırılacaktır.

Abstract:
Along with technological changes, the internet is also changing rapidly. The Internet has become very effective not only in connecting people to each other, but also in connecting devices to each other. Especially with the Internet of Things technology, which has become widespread rapidly in recent years, the use of devices with low processing capability and low energy consumption, called constrained devices, such as wireless communication devices, sensor networks, smart cards, remote control systems RFID (Radio Frequency Identification Devices) tags, is becoming widespread. It is a known fact that it is difficult to apply existing traditional algorithms to these constrained devices in terms of performance and security. In this context, these devices need specialized algorithms. Cryptographic algorithms designed with these limitations in mind are called "lightweight algorithms" and the design of these algorithms is called "lightweight cryptography". Cryptography, in the simplest terms, is the concealment of messages and data to prevent unauthorized access. The use of cryptography goes back a long time and is very important in data security. Lightweight cryptographic algorithms have been used in such devices because they use much less power and much more limited circuitry. Most traditional cryptographic algorithms are not compatible with the limited devices designed for computers and servers. A lightweight cryptography algorithm uses a smaller data processing power on the one hand, and implements a procedure to secure it on the other. Lightweight cryptography algorithms have more basic cycles and lower computational intensities compared to classical methods. In lightweight block ciphers, there are more algorithms. Despite the multiplicity of these algorithms and the efficiency of some of them, lightweight cryptography algorithms also need to take into account the characteristics of constrained devices. Since it is more difficult to achieve the required level of security, there is a need to develop and search for more selective and better algorithms and solutions. In this paper, we focus on lightweight cryptographic algorithms used in the security of wireless sensor networks and compare them in terms of performance.