Blokzincir kullanılarak kimlik doğrulama seremonisini ortadan kaldıran bir güvenli mesajlaşma uygulamasının geliştirilmesi
Developing a secure messaging application that eliminates authentication ceremony by using blockchain
Yazar: ENES ALTUNCU
Danışman: PROF. DR. KEMAL BIÇAKCI
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Uçtan uca şifreleme, genelde açık anahtar kriptografisine dayanan ve birçok güvenli
mesajlaşma uygulamasında kullanılan bir güvenlik özelliğidir. Bu sayede, iletilen me-
sajlar, tarafların katkısıyla oluşturulan ortak bir anahtar vasıtasıyla şifrelenerek iletilir.
Bu özelliğe sahip bir uygulamada, bir kullanıcının açık anahtarı, cihaz veya SIM kart
değişikliği ve uygulamanın yeniden kurulması gibi sebeplerle değişebileceği gibi, olası
bir saldırı nedeniyle de farklılık gösterebilir. Bu yüzden, muhtemel saldırıları önlemek
ve iletişimin güvenli olduğundan emin olmak adına yeni açık anahtarın doğrulanması
gerekir. Bu amaçla, birçok güvenli mesajlaşma uygulamasında, açık anahtar değişikliği
durumunda "kimlik doğrulama seremonisi" adı verilen ve açık anahtar doğrulamasının
kullanıcılar tarafından farklı bir kanal vasıtasıyla karşılaştırılarak yapıldığı bir meka-
nizma bulunur. Ancak, tüm kullanıcıların kimlik doğrulama seremonisini doğru bir
şekilde tamamlamasını beklemek iyi bir fikir olarak görünmemektedir. Bu nedenle, bu
tezde, blokzincir tabanlı bir açık anahtar altyapısı (PKI) sistemi olan Blockstack plat-
formunu kullanarak "BlockSignal" adı verilen Signal Android Messenger tabanlı açık
kaynaklı bir güvenli mesajlaşma uygulaması geliştirildi. Böylece, Signal uygulama-
sında da bulunan kimlik doğrulama seremonisinin blokzincir vasıtasıyla ortadan kaldı-
rılarak kullanıcıların güvenlik çemberinin dışına çıkarılması sağlandı. Bunun yanısıra,
kimlik doğrulama problemi haricinde Signal uygulaması üzerinde literatürde mevcut
tehdit olasılıklarının bir araya getirildiği bir tehdit modeli oluşturulmuş, BlockSignal uygulamasının güvenlik analizi yapılarak Signal'da karşılaşılabilecek tehditleri berta-
raf edilebilecek kabiliyette olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
End-to-end encryption is a security feature that is often based on public key cryp-
tography and is used in many secure messaging applications. Thus, the transmitted
messages are transmitted as encrypted with a shared key generated by the contribution
of the parties. In an application with this feature, a user's public key may be changed
for reasons such as device or SIM card change and reinstallation of the application, or
may also be different due to a possible attack. Therefore, the new public key needs to
be verified to prevent possible attacks and to ensure that communication is secure. For
this purpose, many secure messaging applications have a mechanism called "authen-
tication ceremony" in the case of public key changes, where public key verification is
performed by users by comparing the keys from a different channel. However, it does
not seem to be a good idea to expect all users to complete the authentication ceremony
correctly. Therefore, in this thesis, an open source secure messaging application based
on Signal Android Messenger called "BlockSignal" was developed using Blockstack
platform, a blockchain based public key infrastructure (PKI) system. Thus, the authen-
tication ceremony in Signal application was eliminated by the blockchain and the users
were taken out of the security loop. In addition to this, a threat model was formed on
the Signal application, combining the possible threats which exist in the literature apart
from the authentication ceremony problem, and the security analysis of the BlockSig-
nal application was shown to be able to show that it can eliminate the threats that may
be encountered in Signal.