Geleneksel rastgele sayı üreteçlerinin kriptolojik özelliklerini iyileştirmek için optimizasyon tabanlı yeni yöntemlerin gerçekleştirilmesi

Dijitalleşmenin hızla arttığı günümüz teknolojinde veri güvenliği önemli bir stratejik unsur haline gelmiştir. Modern siber tehditlerin her geçen gün daha sofistike hale gelmesi, bu alanda alınması gereken güvenlik önlemlerinin önemini ön plana çıkarmaktadır. Şifreleme bilimi ve bilgi güvenliği üzerinde yoğun olarak çalışılan önemli bir konu haline gelmiştir. Şifreleme biliminin en önemli unsuru rastgele sayılar ve bu sayıları elde etmeyi sağlayan üreteçlerdir. Başarılı bir şifreleme için rastgele sayı üretecinin çıktıları rastgeleliği sağlamalı ve tahmin edilebilirliği azaltmalıdır. Bu tez çalışmasında, rastgele sayı üreteçleri için hayati öneme sahip başlangıç koşullarını belirlenmesinde optimizasyon temelli bir mimarinin tasarımı hedeflenmiştir. Bilindiği üzere rastgele sayı üreteçlerinden elde edilecek rastgele sayıların, başlangıç tohum değerine ve parametrelerin doğru seçilmesine göre rastgelelik özelliği artmakta veya azalmaktadır. Bu durumda, başlangıç koşullarını belirlemede, optimizasyon algoritmalarından faydalanılmıştır. Optimizasyon algoritmaları ile sonsuz uzay içerisinden rastgelelik özellikleri yüksek ve iyi istatistiksel özellik gösteren konfigürasyonlar belirlenmiştir. Parçacık sürü optimizasyonu, yarasa algoritması ve modifiye edilmiş altın sinüs algoritması ile LFSR, LFG ve LCG üreteçlerinin başlangıç koşulları ve parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen optimizasyon temelli mimarilerden elde edilen sayıların rastgeleliği NIST SP 800-22 ile test edilmiştir. Üretilen rastgele sayılar ile yer değiştirme kutusu (s-kutusu) tasarımı yapılmıştır. Ayrıca kaotik sarkaç kullanılarak rastgele sayılar elde edilmiş ve elde edilen rastgele sayılar ile s-kutusu tasarımı, görüntü şifreleme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda elde edilen konfigürasyonlar ile üretilen bitlerin tüm rastgelelik testlerini başarıyla geçtiği görülmektedir. Üretilen s-kutusu performans kriterlerine bakıldığında oldukça başarılı sonuçlar verdiği görülmektedir. Tüm çalışmalar son iterasyona kadar çalıştırılmış ve olukça yüksek sayıda sonuç elde edilmiştir. Sonuç olarak optimizasyon temelli önerilen mimarinin elde ettiği sonuçlar ile rastgeleliği yüksek ve iyi istatistiksel özellikler gösteren rastgele sayılardan oluşan entropi havuzu oluşturulmuştur