NIST Güvenlik Seviyeleri İçin ARMv8 IoT Cihazlarında Klasik ve Kuantum Sonrası Kriptografinin (FIPS 203/204) Karşılaştırmalı Performans Analizi
Türk Doğa ve Fen Dergisi, cilt.15, sa.2, ss.111-123, 2026 (TRDizin)
- Yayın Türü: Makale / Tam Makale
- Cilt numarası: 15 Sayı: 2
- Basım Tarihi: 2026
- Doi Numarası: 10.46810/tdfd.1883893
- Dergi Adı: Türk Doğa ve Fen Dergisi
- Derginin Tarandığı İndeksler: TR DİZİN (ULAKBİM)
- Sayfa Sayıları: ss.111-123
- İnönü Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Günümüz iletişim teknolojilerinde veri iletimi için kullanılan klasik şifreleme algoritmaları yeterli düzeyde güvenlik sağlamaktadır. Ancak kuantum bilgisayarların yaygın kullanılmaya başlanacağı gelecekte, çok güvenli olarak bilinen mevcut şifreleme algoritmalarının saniyeler içinde kırılabileceği öngörülmektedir. Bu tehdide karşı Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), 2024 yılında kuantum sonrası kriptografi (PQC) standartları kapsamında FIPS 203 (ML-KEM) ve FIPS 204 (ML-DSA) algoritmalarını yayımlamıştır. Bu çalışmada, kaynak kısıtlı ortamlarda mevcut klasik şifreleme algoritmaları; FIPS 203 ve FIPS 204 standart algoritmaları ile NIST tarafından tanımlanan güvenlik seviyeleri (Seviye 1, Seviye 3, Seviye 5) bazında karşılaştırılmaktadır. Karşılaştırmaların seviye bazında yapılması, güvenlik seviyesi arttıkça kaynak kısıtlı ortamlarda PQC algoritmalarının performansının belirlenmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Değerlendirme kapsamında gecikme, enerji tüketimi, bellek kullanımı ve iletişim yükü ölçütleri analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, PQC algoritmalarının klasik şifreleme algoritmalarına kıyasla önemli ölçüde daha hızlı çalıştığını ortaya koymaktadır. Ayrıca güvenlik seviyesi yükseldikçe, klasik şifreleme algoritmalarının sınırlı donanım kaynaklarına sahip ortamlarda kullanılamaz hale geldiği görülmüştür.
In current communication technologies, classical encryption algorithms used for data transmission provide a sufficient level of security. However, it is predicted that in the future, with the widespread use of quantum computers, existing encryption algorithms, currently considered very secure, could be broken within seconds. For the post-quantum era, the National Institute of Standards and Technology (NIST) published the FIPS 203 (ML-KEM) and FIPS 204 (ML-DSA) post-quantum cryptographic (PQC) algorithms in 2024. This study compares existing encryption algorithms in resource-constrained environments with the FIPS 203 and FIPS 204 standard algorithms, based on the security levels (Level 1, Level 3, Level 5) published by NIST. Comparing these algorithms at the level level is important for determining the performance of PQC algorithms in resource-constrained environments when security levels are increased. During the comparison, metrics such as latency, energy consumption, memory usage, and communication overhead were analyzed. The results revealed that PQC algorithms run significantly faster than existing classical encryption algorithms, and as the security level increases, they perform at levels where classical encryption algorithms become unusable in environments with limited hardware resources.