Increasing security in communication between IoT devices
Nesnelerin interneti cihazları arasındaki iletişim güvenliğinin arttırılması
Yazar: SEYHUN YAŞAR ÖZKAL
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET HİLAL ÖZCANHAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Günümüzün gelişen ve değişen teknolojisi, insan hayatındaki bilgilerin dijitalleşmesine sebep olmaktadır. Boyutları küçük olan cihazlarla mahrem sayılabilecek bilgileri üretmek ve en az maliyetle iletmek ihtiyaç haline gelmektedir. İhtiyacı gidermek için kablosuz teknolojilerle bilgilerin gizliliği, bütünlüğü ve devamlılığı sağlanarak güvenli bir haberleşme sistemi ile iletilmesi gerekmektedir. Bu noktada Nesnelerin İnterneti (Internet of Things, IoT) ekosistemi kısıtlı kaynaklara sahip olan cihazların birbiriyle iletişimini sağlayan bir ağ sunmaktadır. Günlük kullanımda ve iş hayatında sayısı hızla artmakta olan IoT cihazları sayesinde veri işleme otomasyon haline gelmektedir. Ancak bu sistemlerin haberleşmesinde kesin bir standardizasyonun olmaması ve tasarımları aşamasında bilgi güvenliğinin dikkate alınmaması gizlilik zafiyetlerine sebep olmaktadır. Çalışmamızda IoT sensörleri ve ağ geçitleri arasındaki iletişimde oluşan gizlilik zafiyetlerinin giderilerek bilgi güvenliğinin sağlanması amaçlanmaktadır. Bu kapsamda, çalışmamızda IoT cihazlarına yapılan bilinen saldırılara karşı bilgi güvenliğini sağlayacak bir protokol önerilmiştir. Önerilen protokol karşılıklı kimlik doğrulama özelliğine sahip, beş iletişim adımından oluşmaktadır.  Önerilen protokol ve güvenlik analizleri detaylı olarak anlatılmıştır. Tasarlanan protokol IoT cihazlarına yapıldığı bilinen saldırılara karşı kabul görmüş bir protokol onaylama aracı olan Scyther ile test edilmiştir. Test aşamaları ve sonuçları detaylı şekilde sunulmuştur. Analizler önerilen protokolün bilinen saldırılara karşı dirençli olduğunu ve yüksek derecede bilgi güvenliği sağladığını göstermiştir.

Abstract:
Today's rapidly evolving technology is contributing to the digitalization of all human life information. Producing the sensitive information by using small-sized devices and transmitting it with least cost has become a requirement. In order to meet the requirement, information must be transmitted by a secure communication system using wireless technologies, ensuring confidentiality, integrity, and availability. At this conjunction, Internet of Things (IoT) ecosystem provides a network allowing devices with limited resources to communicate with each other. Data processing has evolved into automated tasks due to the increasing number of IoT devices, in daily lives and business. However, lack of a precise standardization in communication and information security at design phase of the IoT systems cause weaknesses of secrecy. In our study, we aim to provide information security by eliminating the secrecy weaknesses in the communication between IoT sensors and gateways. In this context, a communication protocol has been proposed in our study to ensure information security against known attacks on IoT devices. The proposed protocol provides mutual authentication through five communication steps. The protocol and its security analyses are presented in detail. The designed protocol was tested against known attacks on IoT devices, with the formal verification tool Scyther. Test steps and results are presented in detail. Analysis has shown that the proposed protocol is resistant to known attacks and provides a high degree of information security.