Kripto para ve blokzincir teknolojilerinde kullanılan imzalama algoritmalarının analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: YASEMİN AKYÜZ

Eş Danışman: İsa Sertkaya

Danışman: Hüseyin Yüce

Özet:

2009 senesinde Bitcoin kripto para biriminin hayatımıza girmesiyle birlikte, kullandığı
blokzincir teknolojisi oldukça dikkat çekmiştir. Blokzincir teknolojisi, kriptografik yapısı
itibariyle, merkezi bir otoriteye ihtiyaç duymayan, güvenilir ve şeffaf bir veri kayıt def-
teridir. Bu özellikleri sayesinde kripto paralarda ve diğer birçok alanda kullanımı yaygın-
laşmıştır ve bu teknolojiye olan ilgi de gün geçtikçe artmaktadır. Blokzincir teknolojisi
açık anahtarlı şifreleme kriptografisini kullanmaktadır. Bu kriptografik yapının temel
taşlarından biri de sayısal imzalardır. Blokzincir teknolojisinde sayısal imzalar sıklıkla
kullanılmaktadır. Blokzincir teknolojisindeki oluşturulan işlemler sayısal olarak imzalan-
maktadır ve blokzincir ağındaki diğer katılımcılar tarafından teker teker doğrulanmaktadır.
Bu bağlamda kullanılan sayısal imzalama algoritmalarının performansı oldukça önem arz
etmektedir. Sayısal imzalama algoritmalarının tekli ve çoklu imzalar olmak üzere iki
önemli kullanım şekli bulunmaktadır. Bitcoin sayısal imzalama algoritması olarak hali
hazırda Eliptik Eğri Sayısal İmzalama Algoritması’nı kullanmaktadır. Diğer kripto par-
alarda da çoğunlukla bu algoritma kullanılmaktadır. Kullanılan diğer algoritmalardan
bazıları da Boneh-Lynn-Shacham İmzalama Algoritması, Edwards-Curve Sayısal İmza-
lama Algoritması ve Schnorr algoritmasıdır. Bu algoritmaların bir kısmı çoklu imzalama
bir kısmı toplu imza doğrulama özelliklerine sahiptir. Bu çalışmada Bitcoin’de imzalanan
veriler baz alınarak, bu yeteneklerin gerçekten performans kazandırıp kazandırmadığını
tespit etmek amacıyla performans analizleri tekli ve çoklu imzalarda ortaya konulmuş-
tur. Böylece Bitcoin’e 2021 yılı içerisinde eklenmesi beklenen Schnorr sayısal imzalama
algoritmasıyla birlikte çoklu imzalama ve toplu imza doğrulamayı destekleyen Boneh-
Lynn-Shacham sayısal imzalama algoritması, Edwards-Curve Sayısal İmzalama Algorit-
ması kullanılarak performans analizi yapılmıştır. Performans analizi hem imzalama hem
de doğrulama işlemlerinin sürelerinin hesaplanması şeklinde ortaya konulmuştur. Tekli
imzalarda en iyi performansı gösteren Edwards-Curve Sayısal İmzalama Algoritması ol-
muştur. Çoklu imzalarda ise Boneh-Lynn-Shacham İmzalama Algoritması’nın daha etkin
olduğu ortaya konulmuştur.