Araçsal ağlar için blokzincir ve akümülatör tabanlı sertifika yönetim mekanizması
Blockchain and accumulator based certificate management mechanism for vehicular ad hoc networks
Yazar: AYLİN AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN YÜCE ; DR. MUHAMMED ALİ BİNGÖL
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Siber Güvenlik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Akıllı ulaşım sistemlerinin temeli olan Araçsal Ağlar veya Tasarsız Araçsal Ağların (Ve-hicular Ad Hoc Networks - VANETs) amacı yol güvenliğini artırmak ve trafik akışının verimliliğini iyileştirmektir.  Araçtan araca ya da araçtan altyapıya bağlantı kurarak zamanında ve doğru iletişim sağlamaya çalışır.  VANET sistemleri, yol güvenliğini ve insan hayatını tehdit edebilecek kötü amaçlı araçların veri manipülasyonuna karşı savun-masızdır. Bu yüzden en temel gereksinim olan kimlik denetimi kontrolü ilkesi için kullanılan sertifikaların iptal durumunun kontrolü, doğrulama işlemi için en önemli gerekliliklerden biridir. Değişmez, erişilebilir ve güvenilir yapısı nedeniyle, şeffaf ve güvenli bir sertifika iptal mekanizması sağlamak için yakın zamanda blokzincir tabanlı çözümler önerilmiştir. Bu çalışmalar çoğunlukla bir sertifikanın iptal edilmediğini kanıtlamak için sıralanmış Merkle ağacının kullanılmasını önermektedir. Ancak, bu yaklaşım depolama, doğrulama ve güncelleme maliyetleri açısından verimli değildir. Hem geleneksel SİL hem de sıralı Merkle ağacında yaşanılan problemlerden dolayı, VANET'de RSA tabanlı dinamik evrensel akümülatör kullanılarak iptal edilen sertifikaların tek bir kısa değerde toplanıp blokzincirde tutulmasıyla ilgili verimli bir sertifika iptal mekanizması öneriyoruz. Böylelikle, bir araç sabit boyutlu üye olmayan kanıtlar kullanarak diğer üyenin bilgilerini açığa çıkarmadan sertifika durumunun geçerliliğini verimli bir şekilde kanıtlar ve sistemdeki ek yük önemli ölçüde azalır.

Abstract:
Vehicular Ad Hoc Network (VANET) is considered a substantial approach for intelligent transportation systems that promises safe driving, efficient traffic flow and real-time information exchange between vehicles and infrastructure. VANET systems are vulnerable to data manipulation by malicious vehicles which could threaten the road safety and hu-man life. Therefore, certificate revocation status checking is one of the most important processes for verification of user authentication that should be performed securely andefficiently. Due to its immutable, accessible and reliable structure, blockchain based solutions are recently proposed to provide a transparent and secure certificate revocation mechanism. These works are mostly based on sorted Merkle tree for exclusion proof of revoked certificate in the blockchain. However, this approach is not efficient in terms of storage, validation and updating costs. We propose a blockchain and accumulator based certificate revocation mechanism to enhance sorted Merkle tree and traditional certificate revocation list (CRL) approaches. In this work, revoked certificates are accumulated inthe blockchain as a succinct value by utilizing the dynamic universal accumulator and the certificate is validated by non-member witnesses. A vehicle efficiently proves the validityof certificate status by using short fixed-size non-membership proofs without violating the other member's privacy, thus the overall overhead is reduced significantly.