Kaotik sistemler ve FPGA tabanlı kaotik osilatörlerin gerçek rasgele sayı üretimindeki (GRSÜ) önemi üzerine bir araştırma
Öz
Rasgele sayı üreteçleri kriptografi, Monte-Carlo metodunun kullanıldığı uygulamalar, bilgisayar benzetimleri ve modellemeleri ile sayısal analiz uygulamaları gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Hızlı, güvenli ve yoğun işlem gerektiren kriptografi ve güvenli haberleşme alanlarında kullanılan GRSÜ’ lerde entropi kaynağı olarak deterministik karaktere sahip olmayan fiziksel yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler doğrudan kuvvetlendirme, çift osilatör ve kaos tabanlı uygulamalardır. Kaotik osilatörlerin gürültü benzeri özellikler taşımaları ve bilgi işaretini gizleyebilme gibi özelliklerinden dolayı kaos tabanlı GRSÜ yapıların geliştirilmesi üzerine son yıllarda büyük çabalar sarf edilmektedir. Sayısal devre üzerinde (DSPs, ASIC, FPGA) kaos tabanlı GRSÜ’ leri geleneksel kaos tabanlı analog yapılarına göre etkili bir alternatiftir. Çünkü analog kaotik işaret üreteci kullanan GRSÜ sistemlerinde verici ile alıcının çok iyi şekilde senkronize edilmesi zordur. Bunların devre gerçeklemelerinde ısıl veya saçılma gürültüsü gibi fiziksel gürültü üreten zayıf kaynaklar kullanılmaktadır.
Sayısal tabanlı FPGA çipleri yüksek performans ve işlemci gücü gerektiren kriptoloji ve güvenli haberleşme gibi uygulamalarda bilgi güvenliği kapasitesini iyileştirmede önemli bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada son yıllarda tasarlanan kaotik sistemler ile FPGA üzerinde tasarlanan kaos tabanlı GRSÜ’ lerinin detaylı bir araştırılması ve geleneksel yöntemlerle performans karşılaştırılmaları yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Yılmaz D., Güler N.F., Kaotik zaman serisinin analizi üzerine bir araştırma, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 21 (4), 759-779, 2006.
- Banerjee S., Kurths J., Chaos and Cryptography: A new dimension in secure communications, The European Physical Journal Special Topics, 223 (8), 1441-1445, 2014.
- Jin L., Mei J., Li L., Chaos control of parametric driven Duffing oscillators, Appl. Phys. Lett., 104 (13), 1011-1015, 2014.
- Hoang T.M., Tran D., Cryptanalysis and security improvement for selective image encryption, The European Physical Journal Special Topics, 223 (8), 1635-1646, 2014.
- Akgul A., Calgan H., Koyuncu İ., Pehlivan İ., Istanbullu A., Chaos-based engineering applications with a 3D chaotic system without equilibrium points, Nonlinear Dyn., 84, 841-495, 2016.
- Xiong A., Zhao X., Han J., Liu G., Application of the chaos theory in the analysis of EMG on patients with facial paralysis, Robot Intelligence Techlogy and Applications, 2 ( 274), 805-819, 2014.
- Zhengxing H., Wei D., Huilong D., Haomin L., Similarity measure between patient traces for clinical pathway analysis: problem, method, and applications, IEEE J. Biomed. Health. Inf., 18 (1), 4−14, 2014.
- Zexin K., Jiang S., Lin M., Yanhui Q., Shuisheng J., Multimode synchronization of chaotic semiconductor ring laser and its potential in chaos communication, IEEE J. Quantum Electron., 50 (3), 148-157, 2014.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
6 Nisan 2018
Gönderilme Tarihi
3 Kasım 2016
Kabul Tarihi
29 Mart 17
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2018 Cilt: 33 Sayı: 2
Cited By
Implementation and Performance Analysis of True Random Number Generator on FPGA Environment by Using Non-periodic Chaotic Signals Obtained from Chaotic Maps
Arabian Journal for Science and Engineering
https://doi.org/10.1007/s13369-019-04027-xMemristör tabanlı kaotik rössler devresi gerçeklemesi
Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.516656Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi
Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.558379Post-Kuantum Kriptografi Anahtar Değişim Mekanizması ile Kaotik Akış Şifreleme Algoritması
Haliç Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
https://doi.org/10.46373/hafebid.1610167