Kaos tabanlı hafif sıklet bir şifreleme algoritmasının tasarlanması ve uygulanması

Hızla dijitalleşen dünyamızda veri güvenliği her geçen gün daha büyük önem kazanmaktadır. AES, DES, RSA gibi birçok şifreleme algoritması güvenlik anlamında tatmin edici sonuçlar sunmaktadır. Fakat bu algoritmalar kompleks yapıları ve yüksek kaynak (CPU, RAM, enerji vs.) tüketimi nedenleriyle IoT cihazlar, kablosuz sensor ağlar, RFID sistemler gibi kaynak kısıtlı platformlar için uygun değildir. Bu tez çalışması kapsamında kaynak kısıtlı platformların veri güvenliğini sağlayacak hafif sıklet bir şifreleme algoritması geliştirilmiştir. Geliştirilen bu şifreleme algoritmasında rastgele sayı üreteci olarak iki farklı lojistik haritadan yararlanılmıştır. İlk haritanın başlangıç parametreleri doğrudan gizli anahtardan türetilmiş ve elde edilen çıktı karıştırma (confusion) aşamasında kullanılmıştır. İkinci haritanın başlangıç parametreleri gizli anahtar ve orijinal dosyaya ait özet kod (hash code) kullanılarak belirlenmiş ve elde edilen çıktı yayılma (diffusion) aşamasında kullanılmıştır. Bu sayede yaklaşık 196 bit anahtar uzunluğu ile kaba kuvvet saldırılarına (brute force attacks) karşı dirençli ve 7.9970 üzeri bilgi entropi değeri ile yüksek tahmin edilemezlik (unpredictability) seviyesine sahip bir algoritma sunulmuştur. Yayılma aşamasında ikinci kaotik haritanın kullanılması 99.6% üzerinde NPCR ve 33% civarında UACI değerlerine ulaşılmasını sağlamıştır ki bu durum diferansiyel saldırılara karşı önerilen algoritmanın direncini göstermektedir. Satır ve sütun bazlı döngüsel rotasyon (cyclic rotation) işlemleri algoritmanın kırpma saldırılarına karşı direncini arttırmıştır. Güvenlik ve performans testleri, geliştirilen algoritmanın benzerlerine göre ortalamaların üzerinde güvenlik sunduğunu, hız testleri muadillerinden çok daha hızlı olduğunu, karmaşıklık analizi ise oldukça sade ve basit bir yapıda olduğunu göstermiştir. Bütün bu sonuçlar tez kapsamında sunulan algoritmanın kaynak kısıtlı sistemler için güçlü bir alternatif olduğunu göstermektedir.