Şifreleme (Kriptografi) Nedir? Şifreleme Tarihi ve Geleceği
Eski zamanlardan bu yana insanlar sırlarını gizli ve güvende tutmak için şifreli mesajlara, şifreli mesaj yazma ve çözme sanatlarına güveniyorlardı. Farklı şifreleme teknikleri ile yazılan bu veriler, çok az insan tarafından hazırlanıp çözülebiliyordu. Günümüzde de şifreler, dijital verilerimizi internet ortamında korumamıza yardımcı olmaktadır. Öyle şifreler vardır ki hazırlamak ve çözmek için insan gücü yetmez ve bilgisayarlara ihtiyaç duyulur. İşte kriptograflar bugün en güvenli şifreleri üretmek için kuantum bilgisayarları ve fiziğin gücünü kullanıyorlar. Peki şifreleme — kriptografi nedir? Geçmişten günümüze nasıl değişim geçirmiştir?
Gizlilik ve Güvenlik: Şifreleme Nedir?
Kriptografi kelimesi Yunanca “kryptos” ve “graphein” sözcüklerinden türemiştir. Kriptografi yani şifreleme, fiziksel olarak düşman gözlerinden bir mesajı gizlemek yerine, her iki tarafın açıkça görebileceği ancak sadece şifre çözmeyi bilen kişilerin okuyabileceği bir dilde iletişim kurmasını sağlamaktadır.
Bir mesajı şifrelemek için gönderenin bir algoritma olarak bilinen bazı sistematik yöntemleri kullanarak içeriği değiştirmesi gerekir. Orijinal metin bazı yöntemlerle karıştırılarak şifreleme yapılabileceği gibi şifreli mesaja uygun bir metin yazılarak da şifreleme yapılabilir.
Şifrelemenin Temel Amaçları
Şifreleme teknikleri temel olarak aşağıdaki amaçlar için kullanılmaktadır.
· Gizlilik: Gizli kalması gereken bilgilerin, başka kişilerin eline geçmesini engellemek.
· Kimlik Denetimi: Şifreleme yapan kişi ile çözen kişi bellidir. Şifreleme kullanılmasaydı, mesajı aynı isimle herhangi biri iletebilirdi.
· Bütünlük: Orijinal mesajın gönderildiği gibi olduğunu, üzerinde hiçbir değişiklik, ekleme, çıkarma ve yeniden düzenleme yapılmadığını garanti altına almak.
· Reddedilmezlik: Gönderen mesajı gönderdiğini, alıcı ise aldığını inkar edemez.
· Erişim Kontrolü: İzinsiz kişi ya da uygulamaların erişmemeleri gereken kaynaklara erişmelerinin engellenmesi.
Geçmişten Günümüze Şifreleme — Kriptografi
Grekliler döneminde Spartalılar, (Kriptolojik Tarih Merkezi verilerine göre) ahşap silindir bir kutunun etrafına dolanan bir deri şerit yardımıyla “Tırpan” adı verilen bir cihazı, gizli mesajlar için kullanmıştır. Normal şartlarda alakasız olarak görünen bu cihaz, doğru hizalandığı taktirde şifreli mesajın okunmasına yardımcı olmaktadır. Bu harf karıştırma tekniği, aktarım şifresi olarak da bilinir.
En popüler şifreleme tekniklerinden biri de hiç şüphesiz Alman Scherbius tarafından icat edilen Enigma ismini verdikleri şifreleme yöntemiydi. Bir daktiloya benzeyen bu cihaz, 26 harften ve 26 pinden oluşmaktaydı. Her harf arka planda farklı pinlere bağlıdır ve basılan harflerin ardından bu pinler yanıp söner. Uzmanlar da gönderilen şifreleri çözebilirdi. Ancak İngiliz Alan Turing bu şifreleme yöntemini kırmayı başarmıştır.
İlk Kriptanalistler (Şifre Kırıcılar)
Şifrenin güvenliğini sağlayabilmek için şifreli metni, anahtar olarak bilinen düz metin haline geri döndürmek için bazı özel beceriler gerekir. Bu noktada da kriptograflar devreye girerek şifreyi çözerler. Kriptanalistler ise şifreyi kırmak üzere çalışırlar.
“The Code Book” kitabının yazarı Simon Singh’e göre “Yerine Koyma Şifrelemesi” bin yıl boyunca çözülememiştir. Ancak Arap Matematikçi — Kriptanalist Al Kindi, şifreyi çözmeyi başarmıştır. Bu yöntemde bazı harflerin diğerlerinden daha sık kullanıldığını farketmiştir. Yaptığı analizlerle de şifreleme yöntemini çözmeyi başarmıştır.
Alan Turing ise 2. Dünya Savaşı sırasında Enigma şifreleme yöntemini ekibiyle birlikte çözmeyi başarmıştır. Enigma cihazını çözebilmek için ise “Bomba” adını verdiği bir cihaz geliştirmiştir.
Günümüzde Kriptografi
Kriptografi yani şifrelemenin amacı günümüzde de aynıdır: “İki taraf arasında paylaşılan bilgileri başkalarının eline geçmesini engellemek.”. Bilgisayar bilimciler, 1978 yılında yayınlanan bir dijital şifreleme yöntemini anlatan makalede “Alice” ve “Bob” isimli iki kurgusal karakterden bahseder. “Alice” ve “Bob” sürekli olarak “Havva” adı verilen bir dinleyici tarafından dinlenerek rahatsız edilirler.
Nitekim bilgisayar ağlarının ortaya çıkması yeni bir soruyu da ortaya çıkardı: “Alice ve Bob, aralarındaki konuşmayı Havva anlamadan nasıl gerçekleştirir?” Yani şifreleme dijital dünyada nasıl kullanılır? Khan Academy’ye göre bu noktada açık anahtarlı şifreleme yöntemleri ortaya çıktı. Açık anahtarlı şifreleme yöntemleri, gerçekleştirilmesi kolay ancak tersine çevrilmesi zor olan matematikten faydalanıyor. Alice ve Bob bu sayede şifrelerini yani konuşmalarını takas ederler ancak Havva bu konuşmaları anlayamaz.
Kredi kartı numaraları, gizli belgeler, Bitcoin alışverişi gibi işlemler de dahil olmak üzere birçok uygulamada verilerimizi güvenli tutmak için şifreleme yöntemleri kullanılmaktadır. Bitcoin’in arkasındaki teknoloji Blockchain, yüz binlerce bilgisayarı dağıtılmış bir ağ üzerinden birbirine bağlar ve her kullanıcının kimliğini korumak ve işlemlerinin kalıcı bir kaydını tutmak için şifreleme yöntemi kullanır.
Kuantum Bilgisayarlar, Kuantum Fiziği ve Şifreleme
Uzmanlar kırılamaz bir şifre arayışı içinde bugünde çalışma içerisindedirler. Bunun için yaygın olarak Kuantum teknolojisini kullanmak isterler. Yani Kuantum Fiziği ile Kuantum Bilgisayarları bir araya getirerek kırılması imkansız bir şifreleme üzerinde çalışıyorlar.
Kuantum şifrelemesi, soyut bir kavramın ötesindedir. Popular Science dergisinin açıkladığı bir paylaşım: “2004 yılında araştırmacıların boş dolaşan fotonlar yoluyla 3 bin avroyu bir banka hesabına transfer ettiği ortaya çıkmıştır.” Yine New Scientist’e göre ise araştırmacılar 2017 yılında Micius’tan (Çin Uzay Programı) Dünyaya iki foton çekerek 1203 kilometre boyunca göndermeyi başarmıştır.
Günümüzde birçok şirket gizli ve ticari bilgilerini korumak amacıyla kuantum şifrelemesi üzerinde büyük araştırmalar gerçekleştirmektedir.
