Kuantum fotonik ağlarda dos saldırıları: Modelleme ve simülasyon yaklaşımı
Dos attacks in quantum photonic networks: A modeling and simulation approach
- Tez No: 984943
- Danışmanlar: PROF. DR. TARIK ASAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Science and Technology, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kuantum Fotonik Ağlar (KFA), dağıtık dolanıklık ve kuantum anahtar dağıtımı gibi yeteneklerle güvenli iletişim vadeder; ancak hizmet sürekliliği açısından Hizmet Engelleme saldırılarına (Denial of Service, DoS) karşı kırılgandır. Bu tez, şu soruya odaklanır:“Kuantum fotonik ağlarda DoS temelli saldırılar hangi koşullarda sistem davranışını bozar ve bunu ölçülebilir göstergeler üzerinden nasıl ayırt ederiz?”Bu soruyu cevaplayabilmek için, kuantum fotonik ağ bileşenlerini (kuantum ve klasik katmanları) birlikte ele alan, asenkron parametre beslemeli bir simülasyon hattı tasarlanmıştır: devre düzeyi kalibrasyon için kuantum hesaplama kütüphanesi (Qiskit), kuantum ağ davranışını modellemek için kuantum ağ simülatörü (QuNetSim) ve trafik/gecikme profilleri için klasik ağ simülatörü (NS-3) bütünleşik biçimde kullanılmıştır. Yaklaşım, fiziksel katmandan kaynaklanan gürültüyü ağ düzeyi tıkanıklık ve saldırı etkilerinden ayrıştırarak inceleme olanağı sunar. Performans değerlendirmesi klasik ağlarda kullanılan, hizmet düzeyi göstergeleri (Service Level Indicators, SLI), hedefleri (SLO) ve anlaşmaları (SLA) çerçevesi KFA'lara uyarlanarak yapılmıştır. Çalışma boyunca güvenli anahtar üretim hızı (SKR), kuantum bit hata oranı (QBER) ve dolanıklık/teleportasyon başarımı (fidelity) izlenmiş; DoS uyarı/alarm eşiği belirleme için yöntem odaklı bir eşikleme metodolojisi ortaya konmuştur. Tezin literatüre temel katkısı; (i) tekrarlanabilir, modüler ve disiplinler arası bir KFA simülasyon hattı önermek, (ii) KFA'lar için SLI/SLO/SLA tabanlı ölçülebilir bir hizmet sürekliliği değerlendirme çerçevesi sunmak ve (iii) saldırı tespit mekanizmaları için (Quantum IDS, Q-IDS) dönüştürülebilir eşikleme yöntemi geliştirmektir.
Özet (Çeviri)
Quantum Photonic Networks (QPNs) promise secure communication through distributed entanglement and Quantum Key Distribution (QKD), yet they remain vulnerable to Denial-of-Service (DoS) attacks in terms of service continuity. This thesis addresses the question:“Under what conditions do DoS-based attacks disrupt system behavior in QPNs, and how can this be distinguished using measurable indicators?”To answer this, we design an asynchronous, parameter-fed simulation pipeline that treats quantum and classical layers jointly: the quantum computing library Qiskit for circuit-level calibration, the quantum-network simulator QuNetSim to model network behavior, and the classical-network simulator NS-3 for traffic/latency profiles. The approach enables analysis by decoupling physical-layer noise from network-level congestion and attack effects. Performance evaluation adapts the Service Level Indicators/Objectives/Agreements (SLI/SLO/SLA) framework to QPNs. Throughout the study, Secure (Secret) Key Rate (SKR), Quantum Bit Error Rate (QBER), and entanglement/teleportation fidelity are tracked; and a method-centric thresholding procedure is introduced to derive DoS warning/alert thresholds. The thesis makes three core contributions to the literature: (i) proposing a repeatable, modular, and cross-disciplinary simulation pipeline for quantum photonic networks (QPNs); (ii) presenting an SLI/SLO/SLA-based quantitative framework for assessing service continuity in QPNs; and (iii) developing a thresholding method that can be translated into quantum intrusion-detection systems (Quantum IDS, Q-IDS).
Benzer Tezler
- Kuantum bilgi teorisinde atomik ve fotonik dolaşıklık
Atomic and photonic entanglement in Quantum information theory
RASİM DERMEZ
Doktora
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. SELAMİ KILIÇKAYA
- Grup IV nitrürlerin fotonik ve kuantum plazmonik uygulamaları
Photonic and quantum plasmonic application of group IV nitrides
ASLI GENÇASLAN
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN ŞAHİN
- SiN Based Photonic Devices for Quantum Optics Applications
Kuantum Optik Uygulamalar İçin SiN Tabanlı Fotonik Aygıtlar
HÜRRİYET YÜCE ÇAKIR
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN ATEŞ
PROF. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR
- Enhancing light extraction efficiency of IngaN/GaNmulti quantum well light emitting diodes with embedded two dimensional photonic crystal structures
İki boyutlu fotonik kristal yapıları gömülü IngaN/GaN çoklu kuantum kuyulu ışık saçan diyotların ışık çıkarım verimlerini artırma
ALİ GÜNEŞ KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. SALİM ÇIRACI
YRD. DOÇ. DR. AYKUTLU DANA
YRD. DOÇ. DR. BİLGE İMER
- Development of Heavy Metal Free Colloidal Quantum Dots : Synthesis and Controlling Photonic Properties By Particle Size and Chemical Composition
Ağır Metal İçermeyen Kolloidal Kuantum Noktaların Geliştirilmesi; Sentez ve Parçacık Boyut ve Kimyasal Kompozisyonu ile Fotonik Özelliklerin Kontrolü
ECE SALBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR ÖZÇELİK
PROF. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR