GÜVENLİ BİR E-POSTA UYGULAMASI: GÜ-POSTA Sunan: Halil İbrahim Ülgen Gazi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü hiulgen@gazi.edu.tr

Amaç Bu çalışmada bilim insanlarının, elektronik ortamlarda haberleşirken yüksek seviyede bilgi güvenliği sağlamaları amacıyla kullanabilecekleri bir yazılım geliştirmektir.

E-posta ? E-posta kişilerin sayısal ortamda hazırladıkları ve karşılıklı alışverişte bulunabildikleri iletilere verilen addır. Bilgi ve belgelerin kolaylıkla ve vakit geçirmeden hızlıca iletimini sağlar. İnternet ile birlikte hızlı bir şekilde gelişerek popülerlik ve önem kazanmıştır.

E-posta: Hayatımızdaki Yeri Wall Street Journal’ın bir raporuna göre: Ofis çalışanı 49 dk. Üst düzey yönetici 4 saat. Amerikan Yönetim Derneği (American Management Association), US News & World Report ve The ePolicy Institute tarafından yürütülen bir araştırmaya göre: İşverenlerin %81’inin yazılı bir e-posta politikası var. İşverenlerden %47’si çalışanların e-posta trafiğini gözlemliyor. %56’sı çalışanların elektronik ortamdaki davranışlarını izliyor.

E-posta: Tehditler E-posta kullanımının, sağladığı kolaylıkların yanında, eğer gerekli önlemler alınmaz ise sıkıntılara ve istenmeyen durumlara yol açması kaçınılmazdır. Kimlik Hırsızlığı (identity theft) İzinsiz erişim (eavesdropping) Değişiklik yapma (message modification) Korumasız durumdaki yedekler (unprotected backups) SMTP ve POP3 kaynaklı güvenlik problemleri Korumasız ağ ortamı

Saldırı Şekli: İzinsiz erişim İhlal: Gizlilik

Zarar verme

Saldırı Şekli: Değişiklik yapma İhlal: Bütünlük, Gizlilik

Saldırı Şekli: Üretim

İnkar edememe

Süreklilik

GÜ-Posta Nedir? GÜ-Posta uygulaması ile mesajların istenmeyen kişiler tarafından okunması, mesaj içeriğinin değiştirilmesi gibi tehditlere karşı güvenli bir e-posta uygulaması geliştirilmiştir. DES, 3DES, RSA, MD5 ve SHA algoritmaları kullanılmıştır. Geliştirilmiş bazı uygulamaların aksine, MS Outlook programından bağımsız çalışan ve kendi başına e-posta hizmeti sunan bir yazılımdır. Kullanıcı farklı şifreleme algoritmaları ve anahtar uzunluğu seçebilir.

Kullanılan Yaklaşımlar (1) RSA RSA açık anahtarlı (asimetrik) bir şifreleme sistemidir. Algoritması 1977’de Ron Rivest, Adi Shamir ve Len Adleman tarafından oluşturan RSA adını da bu üçlünün soy isimlerinin baş harflerinden almıştır. RSA en çok bilinen ve kullanılan bir açık anahtar şifreleme sistemidir. En çok elektronik imzada uygulama alanı bulmuştur

Kullanılan Yaklaşımlar (2) p ve q gibi iki tane rasgele ve birbirinden bağımsız büyük asal sayı seçilir. n = p * q hesaplanır. Totient fonksiyonundan yararlanılarak (n) =(p-1)(q-1) hesaplanır. 1<e< (n) koşuluna uyan ve (n) ile aralarında asal olan bir e tamsayısı seçilir.(OBEB(e, (n) )=1). d.e=1(mod (n)) olacak şekilde bir d tamsayısı üretilir. Tüm p,q,n,d,e sayılarının üretilmesinden sonra Genel anahtar (public key):n,e Özel anahtar (private key) :d,n verilerini içerir.

Kullanılan Yaklaşımlar (3) DES DES (Data Encryption Standard) veri şifreleme standardı, bir blok şifreleme sistemidir. FIPS’in (Federal Information Processing Standards) 15 Ocak 1977. 64 bitlik mesaj bloğu, 56+8=64 bit anahtar uzunluğu.

Kullanılan Yaklaşımlar (4) 64 bitlik mesaj bloğu 64 bitlik anahtar ile algoritmadan geçirilerek 64 bitlik bir çıktı oluşturulur. Başlangıç permütasyonundan sonra 64 bitlik mesaj bloğu 32 bitlik iki parçaya ayrılır ve bu parçalar 16 kez aynı fonksiyondan geçirilir. 16. turun sonunda sağ ve sol parçalar tekrar birleştirilir ve son permütasyon ile algoritma sonlanır.

Kullanılan Yaklaşımlar (5) 3DES Triple DES için DES üzerinde kısaca EDE (encrypt, decrypt, encrypt) olarak bilinen yöntem uygulanır.

Kullanılan Yaklaşımlar (6) Özetleme algoritmaları (Md5,SHA1,SHA256,SHA384,SHA512) Hash fonksiyonları büyük boyuttaki mesajları küçük mesaj özetlerine dönüştürmek için kullanılır. MD=H(M) Verilen bir M için H(M) yi hesaplamak kolay olmalı Tek yönlülük(One-Way) M den H(M)=MD yi bulmak kolayken H(M)=MD formülünden M nin bulunmasının zorluğu Çakışmazlık(Collision) M ve M’ mesajlar olmak üzere H(M)=H(M’) olasının çok zor olması Algoritma ismi Giriş Blok Uzunluğu (bit) Özet uzunluğu (bit) MD5 512 128 SHA-1 160 SHA-256 256 SHA-384 1024 384 SHA-512

Neden GÜ-Posta? Karşılaşılabilecek olumsuz durumları azaltmak için: Elektronik ortamlarda saklanan, gönderilen ve alınan bilgilerin güvenilir olması Başkaları tarafından okunamaması ve elde edilememesi, Gönderenin ve alanın kimliğinin doğrulanması, Taşınan bilgilerin içeriğinin değişmemesi ve elde edilse bile içeriğinin anlaşılamamasının sağlanması gereklidir.

GÜ-Posta: Nasıl Geliştirildi? GÜ-Posta uygulamasının geliştirilme aşamasında: Uygulama geliştirme ortamı olarak, sağladığı avantajlar ve ücretsiz oluşu nedeniyle Microsoft Visual C# 2005 Express Edition ortamında program geliştirmeye karar verilmiştir. .NET framework’te yer “System.Security.Cryptography” isim uzayında yer alan sınıflar kullanılarak ve DES, 3DES, RSA ve özet alma işlemi için gereken modüller hazırlanmıştır. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) protokolünün kullanılarak e-posta gönderme işleminin yapılmasını sağlayacak modül hazırlanmıştır. POP3 (Post Office Protocol) protokolünün kullanılarak e-posta mesajlarının okunması için gereken modül hazırlanmıştır. Son olarak tüm modüller birleştirilerek birlikte çalışabilir bir hale getirilmiş ve kullanıcı testleri yapılmıştır. Bu aşamalardan sonra yazılım son halini almıştır

Mesaj Gönderme İşlemi Blok Yapısı (DES/3DES) GÜ-Posta (1) Mesaj Gönderme İşlemi Blok Yapısı (DES/3DES)

Mesaj Gönderme İşlemi Blok Yapısı (RSA) GÜ-Posta (2) Mesaj Gönderme İşlemi Blok Yapısı (RSA)

Mesaj Alma/Okuma İşlemi Blok Yapısı (DES/3DES) GÜ-Posta (3) Mesaj Alma/Okuma İşlemi Blok Yapısı (DES/3DES)

Mesaj Alma/Okuma İşlemi Blok Yapısı (RSA) GÜ-Posta (4) Mesaj Alma/Okuma İşlemi Blok Yapısı (RSA)

Sonuç-Kazanımlar Elektronik ortamlar yaygınlaştıkça, bu ortamlardaki uygulamalar artmakta ve e-posta kullanımı da bir zorunluluk haline gelmektedir. E-posta kullanımında karşılaşılan sıkıntılar ve güvenlik zafiyetleri sebebiyle bu ortamların güvenliği için farklı çözümler önerilmektedir. Bu sebeple yüksek güvenlikli bir e-posta hizmeti verebilecek bir yazılım geliştirilmiş ve sunulmuştur. Gizlilik için DES, 3DES ve RSA kullanımı, Kimlik doğrulama için RSA kullanımı, Parola özetlerinin tutulması Farklı anahtar uzunluklarının seçilebilmesi, Kolay kullanıcı arabirimi sunumu, MS Outlook’tan bağımsız olarak kullanılabilmesi, Anahtar yönetimi ile dağıtımının kolaylıkla yapılması Bu çalışmanın özgün yönleridir.

Sonuç-Kazanımlar Kişisel bilgi güvenliği için bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılımda, gizlilik, bütünlük ve kimlik doğrulama işlemi kolaylıkla yapılabilmektedir. Mevcut yazılımlardan bağımsız çalışabilmektedir. Bilim insanlarının daha güvenli haberleşebileceği bir yazılım geliştirilmiştir.

Olumsuz yönler ve yapılacak çalışmalar Özel anahtarın bilgisayarda tutulması bir güvenlik zafiyeti oluşturmaktadır. Kısa sürede bir donanımla entegrasyona gidilerek daha fazla güvenlik ve taşınabilirlik sağlanmaya çalışılacaktır. Geliştirilen uygulamanın yaygın olarak kullanılması amaçlanmaktadır.

SORULARINIZ?