Mobil ödeme sistemlerinde kişisel verilerin güvenli saklanması için model tasarımı ve performans analizi
Model design and performance analysis for secure storage of personal data in mobile payment systems
Yazar: ÖZNUR ŞENGEL
Danışman: PROF. DR. AHMET SERTBAŞ ; DOÇ. DR. MUHAMMED ALİ AYDIN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Günümüzde mobil ödeme sistemlerinin kullanımı artmış ve bilgi ve güvenliği çok önemli konular haline gelmiştir. Mobil ödeme sistemi, kullanıcıların mobil uygulama para hesaplarını veya Mobil İletişim için Küresel Sistem faturasını kullanılarak güvenli ve hızlı bir ödeme kanalı üzerinden kişisel verilerinin iletildiği bir ödeme uygulamasıdır. Mobil ödeme sisteminin en önemli gereksinimleri hız, güvenlik ve fonksiyonelliktir. Son model mobil cihazlar parmak izi, yüz gibi farklı biyometrik verileri okuyabilmektedir ve bu özellikler daha güvenli uygulamalar sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, mobil ödeme sisteminde kullanılan verilerin güvenli bir şekilde aktarılması için mobil ödeme sistemlerinin ana gereksinimleri göz önünde bulundurularak biyometrik veri ile model tasarımı ve analizi yapılmıştır. Oluşturulan modelde modern blok şifreleme ve akış şifrelemenin anahtar taşı olan yerine koymalı kutu uygulama kullanıcısının parmak izi biyometrik verisinin kullanılarak oluşturulması önerilmiştir. Parmak izi yerine koymalı kutular en güvenilir simetrik şifreleme algoritması için oluşturulmuş yerine koymalı kutular ile katı çığ kriteri, doğrusal olmama, doğrusal olasılık, bit bağımsızlık kriteri, diferansiyel olasılık gibi metrikler üzerinden karşılaştırılmıştır. Parmak izi yerine koymalı kutular bütünlük, rastgelelik ve güvenilirlik aralığı metrikleri açısından da değerlendirilmiştir. Önerilen etkin biyometrik s-kutu ve ters s-kutu oluşturma algoritmasının yürütme süresi de hesaplanıp değerlendirilmiştir. Deneysel sonuçlar gösteriyor ki, önerilen parmak izi yerine koyma kutusu etkin ve biyometrik veri kullanılan mevcut yerine koymalı kutularından daha üstündür. Yerine koymalı kutu geliştirmek için parmak izi biyometrik verisinin kullanılması ile oluşturulan bu başarılı model, mobil ödeme sistemlerinde kullanılmakta gelecek vaat etmektedir.

Abstract:
Nowadays, the usage of mobile payment systems has increased and information and its security have become very important topics. A mobile payment system is a kind of payment application that is transmitted personal data over a secure and fast payment channel by using either the mobile application money account or Global System for Mobile Communication bill of the users. The most important requirements of a mobile payment system are speed, security, and functionality. The latest model of mobile devices can read different biometric data such as fingerprint, face, etc. and these options offer more secure applications. In this study, a biometric model has been proposed and analyzed by considering the major requirements of the payment systems to transmit data securely. The substitution box which is the keystone of the modern stream and block ciphers, is proposed to generate by using fingerprint biometric data of the application user. The fingerprint substitution boxes are compared with existing s-boxes for the most reliable symmetric cipher over strict avalanche criterion, nonlinearity, linear probability, bit independence criterion, differential probability. The fingerprint substitution boxes are analyzed over bijectiveness, randomness, and confidence interval, as well. The execution time of the proposed efficient biometric s-box and inverse s-box generation algorithm is also calculated and examined. The experimental results have shown that the proposed fingerprint substitution box is efficient and superior to most of the existing biometric substitution boxes. Resulting from applying fingerprint to generate a substitution box, such a successful model is promising to be used in mobile payment systems.