Kablosuz iletişim kuran cihazlar arasında güvenli görüntü aktarımı
Secure image transmission between wireless communication devices
Yazar: EBRAR ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER ÇETİN
Milli Savunma Üniversitesi / Hezarfen Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Siber Güvenlik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Kablosuz iletişim = Wireless communication ; Şifreleme = Encryption

Özet:
Günümüzde kablosuz iletişim kuran cihazların temel sorunu güvenliktir. Kablosuz iletişimin taşıdığı veriler, üçüncü kişilerin araya girmesiyle kopyalanıp, istenmeyen kişilere ve kurumlara gönderilebilir. Kablosuz iletişimi etkin bir şekilde kullanan teknolojilerin başında İHA sistemleri gelir. İHA sistemleri belirli bir görev doğrultusunda YKİ ile kablosuz iletişim kurarak gerçek zamanlı görüntü aktarımı yapmaktadırlar. İHA platformlarının güvenliklerinin sağlanması, karıştırma gibi elektronik taarruzlara karşı koyabilecek yapılar ile donatılmaları da günden güne önem arz eden bir konu haline gelmiştir. Bu çalışmada kablosuz iletişim kuran cihazlar arasında güvenli video iletimini sağlamaya yönelik literatürde yer alan yöntemlerin taramasının yapılması ve bunların bir senaryo üzerinde test edilerek İHA sistemlerinde kullanımlarının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Literatürde yer alan ve yaygın olarak kullanılan video şifreleme algoritmaları arasından naive, saf permütasyon, zigzag permütasyon ve seçmeli algoritma yaklaşımları gerek düşük işlemci gücü ihtiyacı duymaları gerekse de mobil platformlar üzerinde gerçek zamanlı ihtiyaçlara yönelik uygun yaklaşımlar olabileceğinden bu çalışmada örnek yapılar olarak seçilmiştir. Çalışma kapsamında görsel bozulma, şifreleme oranı, sıkıştırma dostu, biçim uygunluğu, kriptografik güvenliği ve uygulama hızı olmak üzere toplam altı adet başarı kriteri belirlenmiş ve algoritmalar performans kriterlerine göre ayrı ayrı uygulamalı olarak çalışma kapsamında değerlendirilmiştir. Hangi algoritmanın daha iyi sonuç verdiği kurulan test ortamı ile uygulamalı olarak sınanmış ve performans kriterlerine göre değerlendirilmiştir. Uygulama hızını en iyi sağlayan yöntem zigzag algoritması tespit edilmiştir. Kriptografik güvenlik için en iyi çözümü seçmeli algoritmanın ve naive tekniğinin sağladığı görülmüştür. Görsel bozulma metriğini en başarılı şekilde naive tekniğinde ve saf permütasyon algoritmasında elde edildiği gözlemlenmiştir. Şifreleme oranı kriteri en optimal şekilde seçmeli algoritma tarafından sağlanmıştır. Çalışma sonucunda kablosuz iletişim kuran İHA platformları ile YKİ arasında güvenli video iletimi için seçmeli algoritmanın neden diğer algoritmalara göre İHA-YKİ arasındaki güvenli görüntü aktarımı için kullanılabileceği karşılaştırmalı olarak ortaya konulmuştur.

Abstract:
The main problem of wireless communication devices is security. The data carried by wireless communication can be eavesdropped by unwanted people. UAV systems are the main Technologies that use wireless communication effectively. UAV systems whose duties are to transfer images can transmit real time images between UAV and GCS via established wireless communication. That is why, ensuring the security of carried data by UAV became an important issue day by day. In this study, it is aimed to review the methods included in the literature to ensure safe image and video transmission between UAV platforms and GCS and to compare their use in UAV systems by testing them on a scenario. Naive, Pure Permutation, Zigzag Permutation and Selective algorithm approaches that are among the widely used video encryption algorithms in the literature is selected as exemplary structures in this study, both because they need relatively low processing power and because they may be suitable approaches to real-time needs on mobile platforms.  Within the scope of the study, a total of six performance criteria is determined and the algorithms are evaluated separately according to the performance criteria. As a result of the study, the most suitable solution for safe video transmission between UAV platforms and GCS is presented in a comparative perspective. The method with the highest computational speed is the zigzag permutation algorithm. Selective algorithm and the naive technique are the most secure algorithms in a cryptographic perspective. The visual distortions of images are the highest when using naive technique and pure permutation algorithm. The encryption rate criterion is the most optimally provided by the selective algorithm. The selective algorithm is selected among 4 methods examined as it is necessary to ensure the security of real-time image transfer in UAV systems as well as the fast communication between the UAV and GCS.