Yan kanal saldırılarını engellemek için karşı önlemlerin geliştirilmesi ve pratik uygulamalarının tasarlanması

Her yeni yaklaşım ve bilimsel ilerleme birçok avantaj ve yeniliği getirse de dezavantajları farklı açılardan kapsamlı bir şekilde ele alınmalıdır. Bunun en çarpıcı örneklerinden biri yapay zeka algoritmalarıdır. Yapay zeka algoritmaları veriden bilgi çıkartım sürecinde birçok faydalı bilgiyi ortaya koymaktadır. Ancak bir kriptanalist bakış açısı ile bilgi çıkarım yaklaşımları bir şifreleme algoritmasının kriptanalizi için çeşitli gizli bilgilerin elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Bu saldırı tekniklerinin en yaygın olanlarından biri yan kanal analizleridir. Yan kanal saldırılarında bir şifreleme algoritmasının deterministik yapısından hareketle algoritmanın gizli anahtarının elde edilebileceği çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir. Bu çalışmada ilk olarak son blok şifreleme algoritması standardı olan AES'in yan kanal analizlerinin nasıl gerçekleştirilebileceği adım adım gösterilmiştir. İlk olarak AES algoritmasının donanım gerçekleştirmesinin (implementasyonu) nasıl yapılacağına ilişkin bilgi paylaşılmıştır. Ardından yan kanal saldırısının nasıl gerçekleştirildiği adım adım gösterilmiştir. Tez çalışmasının bir diğer önemli katkısı ise matematiksel temelli blok şifreleme algoritmalarına bir gürültü kaynağı eklendiğinde şifreleme algoritmalarının yan kanal saldırılarına karşı olan direncinin nasıl etkileneceğini araştırmaktır. Bu kapsamda matematiksel temelli sbox yapıları kaos temelli sbox yapıları ile değiştirilerek kaotik entropi kaynaklarının yan kanal saldırılarına olan etkileri analiz edilmiştir. Tez çalışmasında ilk defa literatürdeki erişilebilir durumda olan tüm kaos temelli sbox yapılarının AES blok şifreleme algoritması içerisindeki yan kanal analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen çıktılar kaos temelli sbox yapıları için yan kanal analiz sonuçlarının da bir değerlendirme metriği olarak kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Buradan hareketle elde edilen sonuçlar birleştirilerek kaos temelli görüntü şifreleme algoritmalarının güvenlik analizlerinin değerlendirme sürecinde kullanılabilecek yeni bir saldırı senaryosu da bu tez çalışması kapsamında önerilmiştir. Elde edilen sonuçlar bilgi çıkarımı alanındaki yaklaşımların kriptoanaliz süreçlerinde daha kapsamlı ele alınmasının gerektiğini göstermiş ve ayrıca ileride gerçekleştirilecek kaos tabanlı tasarım çalışmaları için yeni bir değerlendirme kriterinin analiz edilmesinin ne kadar gerekli olduğuna işaret etmiştir.