S-Box classification and selection in symmetric-key algorithms
Simetrik anahtarlı algoritmalarda S-kutusu sınıflandırması ve seçimi
- Tez No: 441918
- Danışmanlar: PROF. DR. FERRUH ÖZBUDAK, DR. BEGÜL BİLGİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Matematik, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Bilgi güvenliği, Uluslararası veri şifreleme algoritması, Information security, International data encryption algorithm
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Uygulamalı Matematik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kriptografi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yan kanal analizi, güç tüketimi, güvenlik algoritmasının aldığı süre veya dışarıya verdiği ısı gibi gömülü cihazların girdi ve çıktılarından sonra etrafa verdiği etkileri inceleyen atak çeşididir. Günümüzdeki popülerliği ile beraber etkin kullanımı birçok kriptografik algoritması için tehdit unsuru olmaktadır. Bu nedenle, farklı parametrelerin ataklar üzerindeki etkisini görmek için AES-128 güvenlik algoritması üzerinde bir kaç test yapmak tez süreci boyunca sahip olduğum hedeflerden bir tanesidir. Ataklarda bulunan modellerin kullandığı bit sayısı ve güç tüketim tablo sayısı atakların başarısını ve etkinliğini etkileyen iki kritik unsur olarak görünmektedir. Fakat algoritmaların çalışma sürelerindeki artışı bu parametrelerinin artışı ile doğru orantılıdır. Bu nedenle güç tüketim tablo sayısı ve kullanılan bit sayısı atağı kullanan kişi tarafından atak algoritması ve bilgisayara göre belirlenmelidir. Ayrıca, özellikle simetrik anahtar kullanan algoritmalarda kullanılan s kutularının seçimi tüm kriptografik ataklar için önemlidir. Bu nedenle, s kutuları farklı açılardan birçok çalışma ile incelenmiştir. Özellikle, 3,4,5,6,7 ve 8 boyutlu uzaylar üzerinde tanımlı s kutularının sınıflandırılması s kutu seçimi için çok kritik rol oynamaktadır. Fakat günümüz teknolojisi ve geliştirilen algoritmalar sadece 4 boyutlu uzaylar için sınıflandırmayı mümkün kılmaktadır. S kutularının farklı boyutlarda sınıflandırılması için henüz bir gelişme olmaması ve s kutu seçimi için sınıflandırma yönteminin faydası bizim bu alanda çalışmamız için ilham kaynağı olmuştur. 5 boyutlu uzaylarda sınıfların yüksek sayısı düşünüldüğünde ikinci dereceden s kutularının sınıflandırılması sağlanmıştır. İkinci dereceden 5 boyutlu s kutuları 75 farklı sınıftan oluşmaktadır. Bulunan sınıfların en önemli özelliği sahip olduğu s kutularının kriptografik açıdan aynı özellikleri bulunmasıdır. Bu sayede sadece sınıfları oluşturmak değil, ayrıca oluşturulan sınıfları kriptografik açıdan değerlendirme ve listeleme şansımız da bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Side-channel analysis(SCA) attack is one of popular attacks which is mainly interested in environmental effects of embedded devices such as power, time and temperature. Since power analysis attack is one of the most efficient SCA attacks and it poses a threat for current cryptographic algorithms, we are mainly interested in certain applications of it, namely differential and correlation power analysis. Also, we share our observations on behaviours of attacks for different cases. The number of bits used in model and the number of traces are critical parameters which determine efficiencies of attacks. In our experiment, we see that the number of bits used in model and the number of traces are directly proportional to efficiencies of algorithms. However, they also increase time complexities of algorithms. Therefore, these should be determined in terms of algorithms, the quality of traces and computer that runs algorithm. Moreover, s-boxes are the main component of symmetric-key algorithms which provide resistance against cryptanalysis methods. Main focus of studies in s-boxes is the classification of n n s-boxes for n 2 f3; 4; 5; 6; 7; 8g. Affine equivalence provides researchers with classifying all s-boxes and understanding influences of s-boxes into cryptography. However, current technology and classification algorithms limit us to classify permutations only for small n values. Until now, only 4 4 permutations are classified and listed completely by algorithms generated by De Canni`ere [22]. Selection of s-boxes by considering only cryptanalysis is not enough to generate cryptographic algorithms. Implementation of cryptographic algorithms on embedded devices can cause leakages vii and may not simply provide secure system. Therefore, new countermeasure methods may need to be applied into algorithm to prevent embedded devices from leakages. However, these methods may cause high complexities and can damage performances of algorithms because of gates used in s-box implementations. Therefore, we aim to classify 5 5 permutations and to analyse each class in terms of their cryptographic properties. 5 5 quadratic permutations are classified into 75 class and properties of all quadratic classes are listed in terms of critical properties.
Benzer Tezler
- Sandviç kompozitler ve mimarlıkta kullanım olanakları
Başlık çevirisi yok
BANU YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT TOYDEMİR
- Geniş ambar ağızlı gemilerin mukavemet yönünden incelenmesi
Structural analysis of ships with large deck openings
YALÇIN ÜNSAN
- Karton ambalaj ve oluklu mukavva üretiminde kullanılan kraft liner ve saman fluting malzemelerinin seçim kriterlerinin incelenmesi
Investigation of selection criteria of kraft liner and straw fluting materials which used in production of cardboard packaging and corrugated board
TUNCAY TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
MatbaacılıkMarmara ÜniversitesiVeterinerlik Biyokimyası Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN N. BEYTUT
- Gelişmiş makine öğrenmesi ile sermaye piyasalarında kısa vadeli yön tahmini ve dinamik TP/SL analizi
Short-term direction forecasting in capital markets with advanced machine learning and dynamic TP/SL analysis
EMRE ARI
Doktora
Türkçe
2026
İstatistikİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALP ÜSTÜNDAĞ
- Yumuşak ve mekanik sızdırmazlık elemanlarının incelenmesi, karşılaştırılması ve öneriler
To Study and compare stuffing box packing and mechanical seals and advices
BÜLENT KELEŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GALİP TEMİR