Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SÜLEYMAN YİĞİT KAYGISIZ
Danışman: Gökhan Dalkılıç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Nesnelerin İnterneti (IoT) sağlık hizmetleri, akıllı şehirler, tarım ve endüstriyel üretim gibi alanlarda birçok çeşitli cihazı entegre ederek ve akıllı otomasyonu sağlayarak günlük yaşamımızı değiştirdi. IoT'deki hızlı entegrasyon, cihaz güvenliği, kimlik doğrulama ve veri bütünlüğü konularında birçok sorun açığa çıkarmıştır. Bu sorunlar, çoğunlukla IoT cihazlarının sınırlı hesaplama yetenekleri ve yetersiz kimlik doğrulama şemalarının kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Pil gücüyle çalışan, kaynak kısıtlı IoT cihazları, geleneksel karmaşık hesaplamalar gerektiren kriptografik yaklaşımları kullanamaz. Bu sorunu aşmak için karmaşık hesaplama işlemleri güçlü bir ağ geçidi sunucusu üzerinden çözülmeye çalışılır. Sınırlamalar nedeniyle, bir ağ geçidi cihazı kullanmak mümkün olmayabilir. Ayrıca, ağ geçidi sunucusunun denetimsiz bırakılması güvenlik risklerini artırabilir. Bu tez, kimlik doğrulama süreci sırasında bir ağ geçidi sunucusuna bağımlı olmayan, IoT cihazları için hafif bir karşılıklı kimlik doğrulama şeması önermektedir. Şema, güvenli anahtar değişimi için Eliptik Eğri Diffie-Hellman (ECDH) ve iletilen mesajların bütünlüğünü doğrulamak için HMAC kullanır. Şema, her cihazın başlangıçtaki el sıkışmasından önce, güvenilir bir ağ geçidi tarafından dağıtılan güvenilir cihazların hashlenmiş kimliklerini içeren yerel bir deftere sahip olduğu dağıtılmış bir dağıtık defter teknolojisi kullanır. İlk mesajlar, cihazlar ECDH kullanarak karşılıklı bir gizli anahtar oluşturana kadar Önceden Paylaşılan Anahtar (PSK) ile şifrelenir; PSK kimlik doğrulama oturumundan önce güvenilir bir ağ geçidi tarafından cihazlara dağıtılır. Protokol, pil ömrü ve iletişim hızını dengelemek için BLE ve Wi-Fi kanalları arasında geçiş yaparak kimlik doğrulamanın güvenilirliğini, mesajların güvenliğini ve performansını artırır. Merkle ağaçları, cihazların veri bütünlüğünü Bloom filtreleri ile verimli bir şekilde doğrulayabileceği, değiştirilmesi imkânsız defterleri sağlar. Şemanın, BAN mantık temsili ve Scyther resmi doğrulama aracı kullanılarak karşılıklı kimlik doğrulama sağladığı ve ileri ve geri gizlilikle güvenli bir oturum anahtarı oluşturduğu kanıtlanmıştır. Şemamız, ESP32-WROOM-32 mikrodenetleyicisinde test edilmiştir. Önerdiğimiz şemanın, kimlik doğrulama süreçleri sırasında bir ağ geçidi cihazı gerektirmeden çeşitli IoT uygulamaları için güvenli, ölçeklenebilir ve hafif bir kimlik doğrulama şeması olduğunu gösteriyoruz. Ortadaki Adam (MitM), tekrar oynatma, DoS, yan kanal saldırıları, anahtar saklama, fiziksel müdahale, dinleme ve taklit gibi saldırılara karşı şemamızın korunduğunu gösteriyoruz. Gerçek dünya testlerinde, şema beklendiği gibi güvenilir bir şekilde performans göstererek güvenilirliğini ve sağlamlığını doğrulamıştır. Sonuçlar, önerdiğimiz şemanın kısıtlı kaynağı olan IoT cihazları için güvenli, hafif bir kimlik doğrulama çözümü sunduğunu göstermektedir.