Hafif sıklet kriptografide asimetrik tekniklerin yazılım uygulaması ve başarım analizi
Software implementation and performance analysis of asymmetric techniques in lightweight cryptography
Yazar: FİKRİYE KÜÇÜKÖMEROĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT KALAYCIOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Nesnelerin İnterneti hızlı bir şekilde gelişmekte ve RFID etiketler, sensör düğümleri, akıllı kartlar gibi cihazlar gün geçtikçe daha yaygın kullanılmaktadır. Bu cihazların program kodu boyutunun, RAM/ROM boyutunun, veri işleme hacminin ve işlem süresinin kısıtlı olmasından kaynaklı olarak bu cihazlarda güvenliği sağlamak zor bir iştir. Kısıtlı kapasite özelliklerine sahip ürünlere güvenlik unsuru hafif sıklet şifreleme protokolleri sayesinde katılmaktadır. Tezde ISO/IEC 29192 standardında tanımlı cryptoGPS, ELLI, ALIKE, Kimlik Tabanlı İmza yöntemlerinin C programlama dili 
yardımıyla yazılım uygulamalarının gerçekleştirilmesine yönelik çalışmalar yapılmıştır. Yazılım başarım analizi için kod boyutu, işlem süresi ve veri işleme hacmi yazılım metrikleri kullanılmıştır. Yöntemlerin maksimum 2 Kilobayt RAM ve ROM varlığında çalıştırılması amaçlanmıştır. ELLI algoritması RAM boyutu 2 Kilobayt olan ortamda çalıştırılmıştır. ELLI algoritmasında bellek tüketimi ile işlem süresi arasında bir ödünleşim olduğu görülmüştür. Literatürde yapılan benzer çalışmalar ile kıyaslandığında ALIKE mekanizmasının anahtar üretme aşamasında işlem süresi bakımından daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Sonlu cisimlerde toplama, çıkarma, çarpma, hızlı modüler çarpma, çarpımsal ters alma ve nokta çarpım işlemlerinin başarımı literatürdeki çalışmalara göre düşük kalmıştır.

Abstract:
The Internet of Things is developing rapidly and devices such as RFID tags, sensor nodes, smart cards are being used more and more. Due to the limited program code size, RAM/ROM size, throughput and execution time of these devices, it is a difficult task to ensure security on these devices. The security element is added to the products with limited capacity features thanks to the lightweight encryption protocols. In the thesis, studies have been carried out to implement software applications of cryptoGPS, ELLI, ALIKE, Identity Based Signature methods defined in ISO/IEC 29192 standard with C programming language. For software performance analysis, software metrics of code size, execution time and throughput were used. The methods are intended to be run in the presence of a maximum of 2 Kilobytes of RAM and ROM. The ELLI algorithm was run in an environment with a memory size of 2 Kilobytes. It has been observed that there is a trade-off between memory consumption and execution time in the ELLI algorithm. Compared to similar studies in the literature, better results were obtained in terms of execution time in the key generation phase of the ALIKE mechanism. The performance of addition, subtraction, multiplication, fast modular multiplication, multiplicative inverse and point multiplication operations in finite fields remained low compared to the studies in the literature.