Raspberry Pi üzerinde gerçeklenmiş RSA algoritmasına yan kanal analizi

RSA şifreleme algoritması güvenli veri aktarımı için yaygın olarak kullanılan açık anahtarlı şifreleme sistemlerinden biridir. Bu algoritma ilk defa 1978'de Ron Rivest, Adi Shamir ve Len Adleman tarafından açıklanmıştır. Algoritmanın ismi ise bu kişilerin soyadlarının ilk harflerinden oluşmaktadır. RSA şifreleme algoritması verinin şifrelenmesi, şifrelenen verinin çözülmesi ve verinin imzalanması işlemlerinde kullanılmaktadır. Gelişen teknolojiyle beraber bilgilerimizin büyük çoğunluğu elektronik ortama aktarılmaktadır.. Akıllı telefonlarımızı küçük birer bilgisayar gibi düşünebiliriz. Teknolojinin gelişmesi bilginin erişilebilirliğinin arttırmasının yanında bilgi güvenliğinin önemini de artırmaktadır. Bilginin güvenliğinin sağlanması için ilk tercih edilen yöntemlerden biri şifrelemedir. Şifreleme işlemi için standartlaşmış şifreleme algoritmaları kullanılmaktadır. Şifreleme algoritmalarının hepsi bir matematiksel arka plana sahiptir. Günümüzde temel olarak şifreleme algoritması gücünü klasik kriptolojide olduğu gibi algoritmanın gizliliğinden almaz, dayandığı matematiksel arka plandan alır. Örneğin; RSA, gücünü tamsayıların asal çarpanlarına ayırma probleminin zorluğundan alır. Kriptografik sistemlerin dayanıklılığının analizi kriptanalizin çalışma alanıdır. Bununla birlikte yan kanal saldırıları diye tabir edilen algoritmanın gerçeklendiği sistemden sızan ısı, işlem zamanı bilgisi, sistemden çekilen güç, elektromanyetik yayılım gibi verileri kullanan bir yöntem de mevcuttur. Yan kanal saldırıları ilk olarak 1996'da zamanlama analizi konusunda yayınlanan makale ile tehdit olarak kabul edilmeye başlanmıştır. Bu ataklarda sistemin çalışmasına müdahale edilmez. Sistem normal çalışma modunda iken sistemin dışarıya sızdırdığı etkiler (ısı değişimi, işlem zamanı bilgisi, güç tüketimi vs. ) gizli anahtar hakkında bilgi edinilmesini sağlıyorsa bu bilgilere yan kanal bilgileri denir. Temel olarak yan kanal atakları ikiye ayrılır. Basit ataklarda tek bir ölçüm kullanılarak gizli anahtarın tamamı ya da bir parçası elde edilir. Basit ataklarda ölçüm ile yapılan işlem arasında ilişki aranır. Farksal ataklarda ise birden çok ölçüm kullanılarak sistemin sebep olduğu gürültü elimine edilip gizli anahtarla ilgili bilgi edinilir. Bu tür ataklarda ise alınan ölçümler ile işlenen veri arasındaki ilişkiye odaklanılır. Bu tez çalışmasında Raspberry Pi üzerinde gerçeklenen RSA şifreleme algoritmasına Basit Elektromanyetik Analizi (SEMA) ve Farksal Elektromanyetik Analizi (DEMA) saldırıları gerçekleştirilmiştir. Bu atakların gerçekleştirilebilmesi için masaüstü bilgisayar, sayısal osiloskop, Raspberry Pi ve yakın alan alıcısından oluşan ölçüm düzeneği kurulmuştur. Raspberry Pi, üzerinde bir işletim sistemi koşturması ve küçük bir bilgisayar özelliğine sahip olması nedeniyle gürültü seviyesi yüksek bir platformdur. Bu nedenle alınan ölçümlerin analiz edilmesi zorlaşmıştır. Analiz işleminin sonunda RSA algoritması herhangi bir yazılımsal önlem almadan gerçeklenir ve / veya Raspberry Pi üzerinde bir güvenlik önlemi alınmaz ise Raspberry Pi platformunun yan kanal analizi ataklarına açık olduğu görülmüştür.