Kriptografi-bilgi güvenliği için rastgele sayı üreteci geliştirilmesi

Kriptolojik amaçlarla geliştirilen sistemler, gün geçtikçe önemini arttırmaktadır. Rastgele sayı üreteçleri ise kriptoloji biliminin temelinden itibaren süre gelen geniş bir çalışma alanıdır. Bu tez çalışmasında, kriptolojik amaçlarla kullanılmak üzere hem gerçek hem de sözde rastgele sayı üreteci tasarımları gerçekleştirilerek çeşitli testler yardımıyla başarıları ölçülmeye çalışılmıştır. Tez çalışmasında ilk olarak farklı rastgele sayı üreteci tasarımları gerçekleştirilmiştir. Fiziksel bir sinyale ihtiyaç duyan gerçek rastgele sayı üreteçleri, algoritmik yapıdaki sözde rastgele sayı üreteçleri ile desteklenmiştir. Fiziksel sinyaller, Lyapunov üstelleri ve Hoshen-Kopelman algoritmasıyla ön testten geçirilmiştir. Daha sonra geliştirilen sistemler NIST istatistiksel rastgelelik testleri, otokorelasyon testi, scale-index testi gibi analizlerle doğrulanmaya çalışılmıştır. Burada elde edilen rastgele bit dizileri, mevcut şifreleme algoritmaları ve kendi geliştirdiğimiz şifreleme algoritmasının yardımıyla şifreleme işlemleri için kullanılmıştır. Şifreleme işlemleri için histogram analizi, anahtar hassasiyeti ve boyutu analizi, NPCR ve UACI testi, entropi testi, korelasyon katsayılarının hesaplanması gibi farklı kriptanaliz yöntemleri uygulanarak sistemlerin güvenilirlikleri incelenmiştir. Bu çalışmada güvenlik gereksinimlerini sağlayan farklı gerçek ve sözde rastgele sayı üreteci tasarımlarıyla yeni bir simetrik blok şifreleme algoritması tasarlanmıştır. Geliştirdiğimiz rastgele sayı üreteçleri istatistiksel testlerden başarılı sonuçlar elde ederek kriptolojik uygulamalarda kullanılabileceği gösterilmiştir. Geliştirilen simetrik blok şifreleme algoritması ise güvenlik testlerinden başarı sağlamasının yanı sıra, şifreleme ve şifre çözme işlemlerinde standart algortimalardan daha hızlı çalıştığı yaptığımız çalışmada gösterilmiştir.