Yeni bir kaos tabanlı kriptolama sistemi ve uygulaması

Abstract

Ağ güvenliği, geçmişten günümüze, üzerinde sürekli çalışılan, teknolojideki gelişmelerle paralel olarak yenilenen bir konudur. Günümüzde oldukça güvenli ağlar kurulmakla birlikte birçok ağa yapılan saldırılar sonucunda, bu konunun halen üzerinde çalışılması ve geliştirilmesi gerektiği görülmektedir. Bu çalışmada güvenli bir haberleşme sistemi oluşturulması amacıyla, şifreleme ve şifre çözme işlemlerini gerçekleştirecek yeni bir kaos tabanlı kriptolama sistemi önerilmiştir. Önerilen bu sistem dört ana bölümden oluşmaktadır: Rastgele sayı üreteci, kaotik hesaplama katmanı, kuantalama katmanı ve lojik karıştırıcı katmanı. Kaotik hesaplama katmanı, şifreleme anahtarını üretir. Rastgele sayı üreteci ise kaotik hesaplama katmanı için başlangıç koşullarını belirler. Kuantalama katmanında ikili sembol dönüşümü yapılan şifreleme anahtarı, lojik karıştırıcı katmanında şifresiz veri ile karıştırılarak veri şifrelenir. Şifre çözme işlemi, belirlenen başlangıç koşullarının, güvenli bir kanaldan alıcıya gönderilmesiyle başlar. Daha sonra alıcıda bulunan özdeş kriptolama sistemi, verici ile aynı şifreleme anahtarlarını üreterek şifresiz veriyi elde eder. Önerilen kriptolama sistemi ile iki farklı uygulama geliştirilmiştir. Yapılan bilgisayar simülasyonları ile sistemin başarımı her iki uygulama için ayrı ayrı test edilmiştir.

Network security which is constantly worked on from past to present is a subject that is renewed with the parallel of the technological developments. With the build of secure networks today, this subject is seen that it should be worked and developed as a result of attacks on several networks. In this study, a new chaos-based cryptosystem has been proposed to perform the encryption and decryption process in order to establish a secure communication system. The poposed cryptosystem consists of four main parts: Random Number Generator, Chaotic Calculation layer, Quantizer layer and Logical Mixer layer. Chaotic Calculation layer generates encryption key. Random Number Generator determines initial conditions for chaotic calculation layer. In Quantizer layer encryption key transformation with binary symbol, in Logical Mixer layer, the data is encrypted by mixing with the plaintext. Decryption process starts with the defined initial values are sent to the receiver over a secure channel. The identical cryptosystem on the receiver generates the same encryption keys with the transmitter and then the plaintext is recovered. Two different applications with the proposed chaos-based cryptosystem has been developed. The performance of the system was tested separately for both applications with computer simulations performed.