On the establishment of pseudo random keys for body area network security using physiological signals

Son yıllarda yaşanan teknolojik gelişmelerin yardımıyla, hastaların sağlık durumlarını uzaktan gözlemleyebilmek kolaylaştı. Hastaların gözlemlenmesi "biyosensör" adı verilen ve gövde alan ağında birbirine bağlı düğümler halinde bulunan giyilebilir cihazlar ile yapılmaktadır. Biyosensörlerin en önemli görevleri bağlı bulunulan kişiden hassas ve kritik verilerin toplanması, toplanan verilerin biyosensörler arasında iletişim kurularak analiz edilmesi ve ardından sağlık çalışanlarına gönderilmesidir. Toplanan verilerin hassas veriler olması nedeniyle veriler üzerinde yapılan işlemlerin güvenli olması gerekmektedir. Biyosensörler güvenlik saldırılarına açık olan kablosuz ağ üzerinden iletişim kurmaktadırlar. Bu nedenle, verilerin korunması ve gövde alan ağı içerisindeki iletişimin güvenliğinin sağlanması için bir güvenlik mekanizması gerekmektedir. Buna ek olarak, biyosensörlerin donanımsal kaynak kısıtlamalarının üstesinden gelinebilmesi için oluşturulan güvenlik mekanizması fazla kaynak gerektirmemelidir. Kriptografik anahtar oluşumu ve biyosensörler arası anahtar anlaşmasının rasgele ve güvenli olması, bu güvenlik mekanizmalarının en önemli öğelerindendir. Bu tezde, fizyolojik sinyaller kullanılarak güvenli ve rasgeleliği arttırılmış anahtar anlaşması sistemi (SKA-PSAR) önerilmiştir. Bu sistemin temel amacı biyosensörlerin gövde alan ağları içerisinde güvenli iletişim sağlayabilmesi için rasgeleliği yüksek kriptografik anahtarlar üretmektir. SKA-PSAR sistemi de, öncülü Karaoğlan Altop vd. tarafından önerilen SKA-PS protokolü gibi, fizyolojik sinyalleri (kalp atış hızı, kan basıncı, vb.) girdi olarak kullanmakta ve temel yapı taşı olarak küme uzlaşması mekanizmasından yararlanmaktadır. Yeni nicemleme ve ikilileştirme mekanizmaları ile daha rasgele anahtarlar üretilebilmesi, SKA-PSAR sistemini SKA-PS protolünden ayırmaktadır. Bununla beraber, SKA-PSAR sistemi tarafından oluşturulan anahtarlar ayırt edicilik ve zamansal değişim özelliklerini taşımakta ve aynı zamanda yeterince uzun bit uzunlukları ile kriptografik ataklara karşı dayanıklılık göstermektedir. Buna ek olarak, %100 doğru anahtar oluşturma yüzdesi ve %0 yanlış anahtar oluşturma yüzdesi elde edilmiştir. Son olarak, önerilen protokolün hesaplama karmaşıklığı, iletişim karmaşıklığı and hafıza gereklilikleri SKA-PS protokolüne göre yüksek çıkmıştır; fakat yüksek rasgelelik içeren anahtarlar oluşturulması için bu gereklidir.