Kaotik yer değiştirme kutularının performans iyileştirmesi için yeni algoritmaların geliştirilmesi

Kriptolojik protokol tasarımında yer değiştirme kutuları önemli bir yere sahiptir. Yer değiştirme kutularının oluşturulması için kullanılan yaygın yöntemlerden biri rastgele seçim tabanlı tasarımlardır. Rastgele seçim için literatürdeki en etkili yöntem olarak kaos tabanlı tasarımlar ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında geliştirilen yeni yöntemler ile kaos tabanlı yer değiştirme kutu tasarımların performans metriklerinin iyileştirilebileceği gösterilmiştir. Yer değiştirme kutularında performans analizi için kullanılabilecek çeşitli ölçütler olmasına rağmen en belirgin özelliklerden biri doğrusal olmama ölçütüdür. Bu tez çalışmasında geliştirilen yöntemler ile doğrusal olmama ölçütünün iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Doğrusal olmama ölçütünün önemi kriptolojik protokoller için sağlanması zorunlu karıştırma gereksinimi ile ilişkilidir. Bir kriptolojik protokolde karıştırma gereksiniminin tam olarak karşılanabilmesi için doğrusal olmama ölçütü yüksek tasarımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Kaos tabanlı yer değiştirme kutu tasarımlarının doğrusal olmama ölçütünün cebirsel tabanlı tasarımlara göre daha kötü olduğu bilinmektedir. Tez çalışması boyunca geliştirilen yöntemler ile bu problemin giderilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışması sonucunda dört farklı algoritma geliştirilerek kaos tabanlı yer değiştirme kutularının doğrusal olmama ölçütünün iyileştirilebileceği gösterilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar blok şifreleme algoritmalarından anahtar üreteçlerine, görüntü şifreleme algoritmalarından özet fonksiyonlarına kadar geniş bir uygulama alanında kaos tabanlı yer değiştirme kutularının başarılı şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.