İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ ÖZET FONKSİYON TABANLI GÜVENLİ BİR RFID PROTOKOLÜNÜN FPGA ÜZERİNDE GERÇEKLENMESİ

Benzer belgeler
Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (FPGA) Sayısal CMOS Tümdevre Tasarımı Y. Fırat Kula

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ GÜVENLİ RFID SİSTEMLERİ İÇİN BİR KİMLİK DOĞRULAMA PROTOKOLÜNÜN FPGA ÜZERİNDE GERÇEKLENMESİ

Digital Design HDL. Dr. Cahit Karakuş, February-2018

Yüz Tanımaya Dayalı Uygulamalar. (Özet)

HDL ile Gelişmiş Sayısal Tasarım (EE 425) Ders Detayları

VHDL Kullanarak FPGA ile Yüksek Kapasiteli Tam Çıkarıcı Devre Tasarımı

Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

Gömülü Sistemler. (Embedded Systems)

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EĞİTİM ÖĞRETİM YILI DERS KATALOĞU

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ) KUANTUM BİLGİ-İŞLEM ALGORİTMALARI ÜZERİNE BİR İNCELEME.

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ GÜVENLİ BİR YAKIN ALAN HABERLEŞME SİSTEMİNİN FPGA ÜZERİNDE GERÇEKLENMESİ BİTİRME ÖDEVİ

EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (YÜKSEK LİSANS TEZİ)

DAVLUMBAZ TASARIMI. Hazırlayan Özlem Ebru YILDIZ Danışman Yrd.Doç.Dr. Derya HAROĞLU. Haziran 2017 KAYSERİ

VHDL DONANIM TANIMLAMA DİLİD ve FPGA, CPLD DONANIMLARI. Yard. Doç. Dr. Özdemir ÇETİN

Hava-Hava ve Hava-Yer Taktik Data Link

Öğrencilere bilgisayar destekli titreşim analizi yeteğinin kazandırılması

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTUSÜ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİMDALI. I. GENEL BİLGİLER Ders Adı

Ürün Özeti WIB Modülü

Güz Dönemi Zorunlu Dersleri

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ GÜVENLİ BİR RFİD PROTOKOLÜ GERÇEKLENMESİ VE TEST EDİLMESİ BİTİRME ÖDEVİ CUMHUR ERDİN

T.C. Hitit Üniversitesi. Sosyal Bilimler Enstitüsü. İşletme Anabilim Dalı

DÜNYA DA VE TÜRKİYE DE EKONOMİK BÜYÜMENİN SİGORTACILIK SEKTÖRÜNE ETKİSİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ

Prof. Dr. Abdullah ÇAVUŞOĞLU Mehmet TÜMAY

BENZERSİZ SORUNLARA BENZERSİZ ÇÖZÜMLER

Ürün Özeti WIBNB Modülü

Kullanım Kılavuzu BARKODES BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ TTFSM RW-USB. TTFSM RW-USB MF ETHERNET CONVERTER Kullanma Kılavuzu

UFRS YE TABİ OLACAK KOBİ LERDE BAĞIMSIZ DIŞ DENETİMİN FAALİYET SONUÇLARI ÜZERİNE OLASI ETKİLERİ

AİLE İRŞAT VE REHBERLİK BÜROLARINDA YAPILAN DİNİ DANIŞMANLIK - ÇORUM ÖRNEĞİ -

ÖZET OTOMATİK KÖKLENDİRME SİSTEMİNDE ORTAM NEMİNİN SENSÖRLERLE HASSAS KONTROLÜ. Murat ÇAĞLAR

Temel Mikroişlemci Tabanlı Bir Sisteme Hata Enjekte Etme Yöntemi Geliştirilmesi. Buse Ustaoğlu Berna Örs Yalçın

Dersin Kodu Dersin Adı Dersin Türü Yıl Yarıyıl AKTS

Gelişmiş Şifreleme Standardının - AES - FPGA Üzerinde Gerçeklenmesi

Anahtar Bağımlı Bir Şifreleme Algoritması (IRON)

A UNIFIED APPROACH IN GPS ACCURACY DETERMINATION STUDIES

HASTA TAKİP SİSTEMLERİNDE RFID UYGULAMASI

Turkish Vessel Monitoring System. Turkish VMS

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ-ELEKTRIK-ELEKTRONIK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DERS BİLGİLERİ. Adı Kodu Dili Türü Yarıyıl. Doç. Dr. Nedim Tutkun

THE DESIGN AND USE OF CONTINUOUS GNSS REFERENCE NETWORKS. by Özgür Avcı B.S., Istanbul Technical University, 2003

Açık Anahtarlı Kriptografi ve Uygulamalar

EGE Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Müh. Bölümü Öğretim Yılı Lisans Tezi Önerileri

Simetrik (Gizli) Kriptografik Sistemler Blok Şifreler Standartlaştırma. DES-Data Encryption Standard (Bilgi Şifreleme Standardı)

BioAffix Ones Technology nin tescilli markasıdır.

BioAffix Ones Technology nin tescilli markasıdır.

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK FAKÜLTESİ. 16 Bit Kayan Noktalı Aritmetik Mantık Birimi Tasarımı Ve Doğrulanması BİTİRME ÖDEVİ

FPGA ile Kablosuz Görüntü Aktarımı. Yusuf Onur Koçberber

DEVAM ETMEKTE OLAN ÖĞRENCİLERE UYGULANACAK PROGRAMLAR VE DERSLERİN İNTİBAKLARI

Fonksiyonu. Yakup KUTLU ve Apdullah YAYIK. Proceedings/Bildiriler Kitabı

Buse Ustaoğlu 1, Berna Örs Yalçın 2. İstanbul Teknik Üniversitesi İstanbul Teknik Üniversitesi

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

T.C. RC SERVO MOTOR KONTROLÜ

ŞEYH SAFVET İN TASAVVUF DERGİSİ NDEKİ YAZILARINDA TASAVVUFÎ KAVRAMLARA BAKIŞI

GELİŞMEKTE OLAN ÜLKELERDE SANAYİLEŞMENİN DİNAMİKLERİ VE TEKNOLOJİNİN ETKİNLİĞİNDE SANAYİLEŞME

YAKIN ALAN HABERLEŞMESİ İLE GÜVENLİ UYGULAMALAR İÇİN DONANIM/YAZILIM ORTAK SİSTEM TASARIMI VE GERÇEKLENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Subutay Giray BAŞKIR

YTÜ Elektrik-Elektronik Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Yıldız Technical University, Computer Engineering Department DERS FORMU SYLLABUS

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

DEVAM ETMEKTE OLAN ÖĞRENCİLERE UYGULANACAK PROGRAMLAR VE DERSLERİN İNTİBAKLARI

FPGA TABANLI 5 EKSENLİ MOBİL ROBOT KOLU TASARIMI VE UYGULAMASI

2017 MÜFREDATI MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ / ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EĞİTİM PLANI

Dr. Aysın Yeltekin. EST Enerji

FPGA TABANLI DİJİTAL HABERLEŞME SİSTEMLERİNİN SYSTEM GENERATOR ARACI İLE ANALİZİ. İbrahim IŞIK, 2 Mehmet Emin TAĞLUK

ve Sonrası Girişli Öğrenciler için Uygulanacak Ders Program

Programlanabilir Sayısal Sistemler

VHDL Programlama Dili ve Sayısal Elektronik Devrelerin FPGA Tabanlı Uygulaması

FPGA TABANLI ŞİFRELİ KABLOSUZ HABERLEŞME SİSTEMİ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Ilgaz AZ. Disiplinler Arası Programlar Anabilim Dalı

First Stage of an Automated Content-Based Citation Analysis Study: Detection of Citation Sentences

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

FPGA ile Gömülü Sistem Tasarımı (EE 525) Ders Detayları

Bilgi Güvenliği Eğitim/Öğretimi

FIRAT ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ Yazılım Mühendisliği Bölümü

- GENEL TANITIM Rofin Sinar Laser Kaynakları Endüstriyel Laser Kaynakları SC Serisi Watt DC Serisi 1000 ~ 1500 Watt

DERS BİLGİ FORMU Mobil Telefon Elektrik-Elektronik Teknolojisi Haberleşme Sistemleri

BLM 6196 Bilgisayar Ağları ve Haberleşme Protokolleri

AYRIK FREKANSLI DİZİLERİ İÇİN HUZME YÖNLENDİRME AĞI

Y Analog - Dijital Haberleşme Eğitim Seti Analog - Digital Communication Training Set

Mühendislik Tasarım-3 ve Bitirme Çalışması Konuları

DENİZ HARP OKULU BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

FPGA (FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAY) TABANLI BULANIK KONTROLÖR TASARIMI VE BİR UYGULAMA

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

UZUN AÇIKLIKLI KÖPRÜLERDE HAREKETLİ YÜK TASARIM PARAMETRELERİNİN TÜRK LRFD METHODU İÇİN BELİRLENMESİ. Doç. Dr. Alp CANER & Yusuf DÖNMEZ

Y Fiber Optik Haberleşme Eğitim Seti Fiber Optic Communication Training Set

Yazılım Geliştirme Sürecinde OWASP Projeleri

KONUM MAHREMİYETİ SAĞLAYAN BİR RFID PROTOKOLÜNÜN ANALİZİ VE GERÇEKLENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ. Özen ÖZKAYA

Isıtma hesapları Soğutma Hesapları Isıl yük hesabı Dağıtım sistemi hesabı Boyutlandırma Tasarım ilkeleri Standartlar

RFID VE UYGULAMALARI RFID (RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) VE UYGULAMALARI - BURSARF

LIQUID RECEIVERS - CODE DESCRIPTION LİKİT TANKLARI - KOD TANIMI

Bölüm 6. Diziler (arrays) Temel kavramlar Tek boyutlu diziler Çok boyutlu diziler

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

Proceedings/Bildiriler Kitabı. kriptografik anahtarlar, onay me -posta takibi, I. G September /Eylül 2013 Ankara / TURKEY 6.

Teori/Saat Uygulama/Saat Laboratuar/Saat AKTS BLM Dersin Amacı

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ A ÖĞRENCİ İŞLERİ DAİRE BAŞKANLIĞI

Dersin Türü (Course Type) Zorunlu (Compulsory)[Χ] Seçmeli (Elective) [ ]

RFID Etiketlerinde Hafifsıklet Kriptografi ve Kademeli Güvenlik*

DENİZ HARP OKULU ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANLIĞI DERS TANITIM BİLGİLERİ

Dicle Üniversitesi Bilgi İşlem Online Talep Takip Sistemi

Dersin Kodu Dersin Adı Dersin Türü Yıl Yarıyıl AKTS. BUHAR KAZANLARI Seçmeli 4 7 3

RFID İLE DEMİRBAŞ TAKİP SİSTEMİ RFID (RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) İLE DEMİRBAŞ VE DEĞERLİ EŞYA TAKİBİ

Transkript:

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ ÖZET FONKSİYON TABANLI GÜVENLİ BİR RFID PROTOKOLÜNÜN FPGA ÜZERİNDE GERÇEKLENMESİ BİTİRME ÖDEVİ YUSUF GÖRÜM 040080379 Bölümü: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü Programı: Elektronik Mühendisliği Danışmanı: Doç. Dr. Sıddıka Berna ÖRS YALÇIN AĞUSTOS 2013

ÖNSÖZ Mensubu olmaktan onur duyduğum İstanbul Teknik Üniversitesi ndeki tez çalışmam süresince bana değerli vaktini ayırıp sınırsız anlayışıyla yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Sayın Doç. Dr. Sıddıka Berna ÖRS YALÇIN a teşekkürlerimi sunmayı bir borç bilirim. Ayrıca öğrenim hayatım boyunca maddi ve manevi desteklerini hissettiğim aileme, beni yalnız bırakmayan arkadaşlarıma sonsuz saygı ve teşekkürlerimi sunarım. AĞUSTOS 2013 Yusuf GÖRÜM ii

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ İÇİNDEKİLER KISALTMALAR TABLO LİSTESİ ŞEKİL LİSTESİ ÖZET SUMMARY Sayfa ii iii iv v vi vii viii 1. GİRİŞ 1 2. KULLANILAN DONANIM VE YAZILIMLAR 2 2.1. Kullanılan Donanımlar 2 2.2. Kullanılan Yazılımlar 2 3. KECCAK 3 3.1. Keccak Özet Fonksiyonu 3 3.1.1. Keccak Sponge Yapısı 3 3.2. Keccak Özet Fonksiyonlarının İncelenmesi 4 3.2.1. Round Fonksiyonunun İncelenmesi 4 3.2.2. Keccak Fonksiyonunun İncelenmesi 11 4. RFID SİSTEMLER 13 4.1. RFID Sistem Elemanları 13 4.1.1. Etiket 13 4.1.2. Okuyucu 14 4.2. RFID Güvenlik Protokolleri 14 5. KONUM GİZLİLİĞİ PROTOKOLÜ 15 6. KECCAK GERÇEKLEME VE BENZETİM SONUÇLARI 18 6.1. Keccak ın VHDL ile Gerçeklenmesi 18 6.2. Keccak ın MATLAB ile Gerçeklenmesi 21 7. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 23 KAYNAKLAR 24 EKLER 25 ÖZGEÇMİŞ 26 iii

KISALTMALAR FPGA RFID HDL ISIM RF SHA XOR VHDL NIST : Field Programmable Gate Array : Radio Frequency Identification : Hardware Description Language : Xilinx ISE Simulator : Radio Frequency : Secure Hash Algorithm : Exclusive OR : Very-High-Speed Integrated Circuits HDL : National Institute of Standards and Technology iv

TABLO LİSTESİ Sayfa Tablo 4.1: Rho fonksiyonu Matlab çıktısı 6 Tablo 4.2: Round sayılarına karşılık round sabitleri 8 v

ŞEKİL LİSTESİ Sayfa Şekil 2.1: Spartan 3E Geliştirme Kiti [1] 2 Şekil 3.1: Sponge Yapı Bloğu 3 Şekil 3.2: Keccak f durumu ve kısımları 4 Şekil 3.3: Round Fonksiyonu Matematiksel İfadeleri 5 Şekil 3.4: Pi fonksiyonunun incelenmesi 7 Şekil 3.5: Round Bloğunun incelenmesi 10 Şekil 3.6: Keccak Özet Fonksiyonunun Blok Diyagramı 11 Şekil 4.1: RFID Teknolojisi Oluşum Elamanları 13 Şekil 5.1: Veritabanı Gösterim Bloğu[6] 15 Şekil 5.2: Konum Gizliliği Protokolünün Haberleşme Bloğu[6] 16 Şekil 6.1: Design Summary Sonucu 18 Şekil 6.2: Keccak Fonksiyonunun Hiyerarşi Görüntüsü 18 Şekil 6.3: Keccak RTL Şematik Görüntüsü 19 Şekil 6.4: Keccak Benzetim Sonucu 1 20 Şekil 6.5: Keccak Benzetim Sonucu 2 20 Şekil 6.6: Keccak ın MATLAB ile gerçeklenmesi 21 Şekil 6.7: MATLAB Workspace 21 Şekil 6.8: Keccak Sonuçlarının Karşılaştırılması 22 vi

ÖZET FONKSİYON TABANLI GÜVENLİ BİR RFID PROTOKOLÜNÜN FPGA ÜZERİNDE GERÇEKLENMESİ ÖZET Radyo Frekans ile Tanımlama (RFID - Radio Frequency Identification) basit anlamda; herhangi bir nesnenin üzerinde bulunan ve o nesneye ait bilgiyi içeren elektronik bir etiket (TAG) ile radyo frekansı üzerinden kendisini tanıtacak bir alıcı (OKUYUCU) arasında kurulan bir tanımlama teknolojisidir. Günümüzde RFID teknolojisi; kullanım alanının geniş olması ve popülaritesi sonucu bu teknolojide meydana gelebilecek güvenlik açıklıklarının giderilmesi konusundaki öneminin hızla artmasına neden olmuştur. Bu yüzden RFID uygulamalarında şifreleme algoritmaları kullanılmaktadır. Tez içeriğinde; hash (özet) fonksiyon temelli güvenli bir RFID algoritmasının FPGA üzerinde gerçeklenmesi açıklanacaktır. Öncelikle RFID sistemleri ile ilgili genel bilgi verilmiş, daha sonra ise kullanılan özet fonksiyonu Keccak (SHA-3) ayrıntılı olarak tanıtılmış ve bu özet fonksiyonunun VHDL (Very-High-Speed Integrated Circuits HDL) ile yazılımı sağlanmıştır. En son aşamada ise özet fonksiyon temelli güvenli bir RFID protokolü ile ilgili ayrıntılı bilgi verilerek MATLAB ile Keccak doğrulanmıştır. Keccak algoritmasının kod geliştirilerek gerçeklenmesi aşamasında; uygun teste tabi tutulup doğruluğu kontrol edilmiş ve etiket ile okuyucu benzetimi için iki ayrı donanımsal modülü tasarlanmıştır. Daha sonra tasarlanan bu modüller tek bir modül altında birleştirilip, doğruluğu sınanmıştır. Tasarlanan bu iki modülün iki ayrı FPGA ya yüklenip, FPGA ler arası kablo ile haberleşme ve protokolün gerçeklenmesinin sağlanabileceğinden bahsedilmiştir. Sonuç olarak, RFID doğrulama protokolünün donanımsal olarak güvenlikli bir şekilde gerçeklenmesi için; uygun FPGA deneme kitleri seçilmelidir. Aksi takdirde, istenmeyen zamanlama problemlerine ve test aşamasında zorluklara neden olabilir. Bu kitler; özet fonksiyona, kullanılan değişkenlere, verilerin büyüklüklerine ve kodun yapısına bağlı olarak değişebilir. vii

IMPLEMENTATION OF A HASH BASED RFID AUTHENTICATION PROTOCOL SUMMARY In simple terms, Radio Frequency Identification (RFID) technology is an identification technology, established between a tag, taking part in any objects, has information which is belong to that object and a receiver (READER) which introduces itself over the radio frequency. Spreading the use of this technology and popularity of RFID has resulted the increase in the given importance because of the security problems that may occur. Therefore, the encryption algorithms are used in RFID applications. In the content of the B.Sc. thesis project, implementation of a hash based RFID authentication protocol on FPGAs will be explained. Firstly, general information about the RFID systems were given, then the hash function Keccak (SHA-3) was introduced in detail and the software of the hash function was provided with VHDL (Very-High-Speed Integrated Circuits HDL). In the final stage, it has mentioned about the hash function based secure RFID authentication protocol which can be implemented. Also Keccak has verified with the MATLAB codes. In the stage of Keccak Algorithm s implementation with improved code, the accuracy of this was controlled with applying appropriate test and the tag with reader was designed to simulate two separate hardware modules. These modules were combined under a single module and it was tested. These modules could be initialized into two separate FPGAs and the communication via the cable between FPGAs with the implementation of the RFID protocol could be provided. As a result, to implement a secure RFID authentication protocol in hardware, suitable FPGA test kits should be selected. Otherwise, undesired timing problems and difficulties during the test may occur. These kits can change with the effect of hash function, the variables used, the size of the data and the structure of the code. viii