Veri iletişiminde ağ dinleme saldırılarına karşı geliştirilmiş melez kriptosistem
Development of a hybrid cryptosystem against network sniffing attacks in data communications
Yazar: ERTAN ERSAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. BÜLENT TUĞRUL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Bilgi güvenliği = Information security ; Elektronik imza = Electronic signature ; Kriptoloji = Cryptology ; Şifreleme sistemleri = Encryption systems

Özet:
Bu çalışmada; kriptoloji ile ilgili genel bilgilere, kriptolojinin tarihsel gelişimine ve kullanım alanlarına, bilgi güvenliği servislerine, elektronik tehditlere, gizli anahtarlı ve açık anahtarlı kriptosistemlere, Diffie-Hellman ve Eliptik Eğri Diffie-Hellman anahtar değişim sistemlerine, özetleme fonksiyonlarına ve elektronik imzaya değinilmiş, ilgili kavramlar detaylıca incelenmiştir.

Mobil cihazlar gibi işlem kapasitesi daha düşük olan ortamlarda uygulamaların performansı önemli bir konudur. Güvenlik önlemlerinin getirdiği yükten dolayı yaşanabilecek performans düşüşüne karşı etkili çözüm üretmek çok önemlidir. Önerilen kriptosistemde; şifreleme ve deşifreleme işlemlerindeki yüksek performansı sebebiyle AES tercih edilmektedir. Ancak AES'te gizli anahtarın taraflar arasında dağıtımı karşımıza sorun olarak çıkmaktadır. Yapılan çalışmada; bu sorun, gizli anahtarı tarafların ortak bir şekilde oluşturabileceği Diffie-Hellman anahtar değişim sistemi ile aşılmıştır. Mobil ortamlarda da kullanılabilecek bu kriptosistemde, Diffie-Hellman anahtar değişim sistemi kullanılırken aynı güvenlik seviyesini daha küçük anahtar boyutlarıyla sağlayan Eliptik Eğri Diffie-Hellman yönteminden faydalanılmıştır. Bununla birlikte, önerilen kriptosisteme elektronik imza entegrasyonu yapılarak bilgi güvenliği servislerinden biri olan gizliliğin yanı sıra; bütünlük, inkâr edememe ve kimlik doğrulama güvenlik servislerini de kapsaması sağlanmıştır.

Sonuç olarak; veri iletişiminde kullanılan ağ, saldırganlar tarafından dinlense bile; verinin şifreli olarak iletilmesini sağlayacak, kötü niyetli girişimleri boşa çıkaracak, yetkisi olmayan kişilerin bilgiye erişmesini engelleyecek ve taraflar arasında güvenli haberleşme ortamı sağlayacak bir melez kriptosistem önerilmiş ve mobil uygulama geliştirilmiştir.

Abstract:
In this thesis, general information on cryptology, its historical development and usage areas, information security services, electronic threats, private key and public key cryptosystems, Diffie-Hellman Key Exchange, Elliptic Curve Diffie-Hellman Key Exchange, hash functions and electronic signature are studied, all related concepts are analysed thoroughly.

Application performance is an important issue for environments with lower processing capacities such as mobile devices. It is very crucial to create an effective solution against the performance weakness that may be experienced due to the burden caused by security measures. In the proposed cryptosystem, AES is preferred due to its high performance for encryption and decryption processes. However, distribution of the secret key between parties in AES arises as a problem. In this study, this problem is overcome by using Diffie-Hellman Key Exchange system which enables both parties to create a secret key together. In this cryptosystem which may also be used in mobile environments, Elliptic Curve Diffie-Hellman Key Exchange technique, which provides the same security level with smaller key sizes, is used to make the proposed cryptosystem more efficient for those mobile environments. Besides, with the integration of electronic signature into the proposed cryptosystem; integrity, non-repudiation, and authentication security services together with confidentiality which is one of the information security services are achieved.

Thus, in this work, a hybrid cryptosystem is proposed which makes sure encrypted transmission of data, fails malicious attempts, prevents unauthorized access to information, and provides an efficient way of secure communication between parties even if the data communications network is sniffed by attackers. Moreover, a mobile application is developed which incorporates this method.