Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Ticaret Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Ahmed Mohsin Abed Al-janabi
Danışman: ALİ BOYACI
Özet:ABSTRACT Cybersecurity is very important and is more important in smart cities, where that uses different types of electronic Internet of things (IoT) sensors to collect data from citizens, devices, and assets that are processed and analyzed to monitor and manage traffic and transportation systems, Energy, water networks, waste and environment management, crime detection, information systems, schools, libraries, hospitals, and other community services. All these services are subject to threats, risks, manipulation, and control of data through different environments such as software, networks, and devices, including sensors, especially as the sensors have limited specifications such as memory and energy used, they need protection, taking into account these specifications. One of the most important measures to protect data and information is encryption, but in the sensors, we need lightweight encryption due to its limited specifications. There are many cryptographic algorithms and despite the strength of the security level in some of them, but we need more improvements and development in the algorithms to increase the level of security and taking into account other specifications such as speed and the level of memory and energy consumption. In this thesis, we have created a new lightweight cryptography algorithm by developing and making some improvements to another algorithm to be more efficient and more sensitive to sensor features and advanced security to make Smart Cities and IoT more secure. Key Words: Cryptography, cyber security, internet of things, IoT, lightweight cryptography, sensor, smart cities, wireless sensor network. iv ÖZET Siber güvenlik çok önemlidir ve trafik ve ulaşım sistemlerini izlemek ve yönetmek için işlenen ve analiz edilen vatandaşlardan, cihazlardan ve varlıklardan veri toplamak için farklı türde elektronik İnternet (IoT) sensörlerini kullanan akıllı şehirlerde daha önemlidir, Enerji, su ağları, atık ve çevre yönetimi, suç tespiti, bilgi sistemleri, okullar, kütüphaneler, hastaneler ve diğer toplum hizmetleri. Tüm bu hizmetler, özellikle sensörler kullanılan bellek ve enerji gibi sınırlı özelliklere sahip olduğundan, korumaya ihtiyaç duyulan yazılımlar, ağlar ve cihazlar gibi farklı ortamlar aracılığıyla verilerin tehditlerine, riskleri, manipülasyonuna ve kontrolüne tabidir. Verileri ve bilgileri korumak için en önemli önlemlerden biri şifrelemedir, ancak çünkü sensörlerin özellikleri sınırlıdır nedeniyle hafif şifrelemeye ihtiyacımız vardır. Birçok şifreleme algoritması vardır ve bazılarında güvenlik düzeyinin gücüne rağmen, güvenlik düzeyini artırmak ve hız, hafıza ve enerji tüketim seviyesi gibi diğer özellikleri dikkate almak için algoritmalarda daha fazla iyileştirmeye ve geliştirmeye ihtiyacımız var. Bu tezde, Akıllı Şehirler ve IoT yi daha güvenli hale getirmek için sensör özelliklerine daha verimli ve daha duyarlı olmak için başka bir algoritmada bazı iyileştirmeler geliştirerek yapmak ve geliştirerek yeni bir hafif şifreleme algoritması oluşturduk. Anahtar Kelimeler: Akıllı şehirler, hafif kriptografi, IoT, kablosuz sensör ağı, kriptografi, nesnelerin interneti, sensör, siber güvenlik. CONTENTS CONTENTS. i ABSTRACT . iii ÖZET . iv ACKNOWLEDGEMENT . v FIGURES . vi TABLES . vii SYMBOLS AND ABBREVIATIONS . viii 1. INTRODUCTION . 1 1. 1. Smart Cities and Internet of Things (IoT) . 1 1. 1. 1. Smart cities . 1 1. 1. 2. Internet of things (IoT) . 3 1. 1. 3. Challenges . 5 1. 2. Cyber Security and Cryptography . 7 1. 2. 1. Cyber security . 7 1. 2. 2. Cryptography . 9 1. 2. 3. Lightweight cryptography . 12 2. REVIEW OF THE LITERATURE . 13 3. PROPOSED ALGORITHM AND ENCRYPTION . 16 3. 1. Proposed Algorithm and Encryption . 16 3. 2. Analysis of Proposed Algorithm and Encryption . 28 3. 2. 1. Linear and differential cryptanalysis . 28 3. 2. 2. Correlation coefficient analysis. 28 3. 2. 3. Information entropy analysis . 30 3. 2. 4. Histogram analysis. 30 3. 2. 5. Key space analysis . 32 3. 2. 6. Related keys . 32 3. 2. 7. Interpolation attacks . 32 3. 2. 8. Other analyzes . 32 4. RESEARCH FINDINGS AND DISCUTION . 34 5. CONCLUSION AND IMPLICATIONS . 38 REFERENCES . 40 APPENDICES . 43 AP A. Matlab Code for Main Function for Proposed Algorithm . 43 AP B. Matlab Code for Subkey Generator Function . 46 AP C. Matlab Code for Encryption Function . 51 AP D. Matlab Code for Decryption Function . 55 AP E. Matlab Code for Scalling Function . 60 AP F. Matlab Code for P Function. 61 AP G. Matlab Code for Q Function . 62 AP H. Matlab Code for Function 1 . 63 AP I. Matlab Code for Function 2 . 64 AP J. Matlab Code for Function 3 . 65 AP K. Matlab Code for Function 4 . 66 AP L. Matlab Code for Function of Convert Binary to Decimal . 67 AP M. Matlab Code for Function of Convert to Binary . 68 AP N. Matlab Code for Function of Convert Decimal to Binary . 69 AP O. Matlab Code for Function of Convert Hexadecimal to Binary . 70 AP P. Matlab Code for Function 2 of Convert Hexadecimal to Binary . 71 BIBLIOGRAPHY . 72