​

Kriptoloji yani şifreleme bilimi insanlığın asırlardır üzerine çalıştığı bir veri koruma konusudur. İlk örneği antik Mısırda görülen kriptoloji, milattan önce 5. Yüzyılda Spartalı savaşçılar tarafından ilk olarak askeri amaçla kullanılmıştır.  Kriptoloji tamamen matematiksel formüllerden oluşmaktadır ve iki alt başlıkta incelenmektedir. Bunlar kriptografi yani şifreli yazı yazma ve kriptanaliz yani şifre çözme çalışmalarıdır. Bilgisayar teknolojisinin insanlığın kullanımına sunulması ile birlikte ve verilerin dijitalleşmesi sayesinde şifreleme çalışmaları dijital ortamda yapılmaya başlanmıştır.

Günümüzde birçok şifreleme algoritması bulunmaktadır. Kerckhoffs'a göre geliştirilen tüm şifreleme algoritmalarının herkesçe algoritmik seviyede bilindiği düşünülerek hareket edilmelidir. Bu sebeple geliştirilen şifreleme algoritmaları her ne kadar karmaşıklaştırılır ve kırılması zor bir hale getirilse dahi geliştirilen algoritmanın herkesçe bilindiği düşünülerek güvenlik katmanları eklenmektedir. Kullanmakta olduğumuz bilgisayarlar silikon bazlı işlemcilerle çalışmaktadır. Moore kanununa göre silikon bazlı işlemcilerin ulaşabileceği maksimum hız-boyut oranı bulunmaktadır. Yani günümüzde gelişmiş ülkelerde kolaylıkla alınabilen i9 10. jenerasyon işlemciler çok yüksek performans sunan hesaplama gücüne sahip durumdaki işlemcilerdir. Ancak kullanılan işlemci boyutu ve elde edilen performans olarak düşünüldüğünde erişilebilecek en optimal seviyelere yaklaşıldığını söylemekte bir sakınca yoktur. Süper bilgisayar diye isimlendirilen, yüksek oranda hesaplama gücü ihtiyacının sağlanmasında yine silikon bazlı işlemciler kullanılarak elde edilmiş donanımlardan faydalanılmaktadır. Tüm bu hesaplama gücü ihtiyacı temelde kriptolojik ihtiyaçların giderilmesinde kullanılmaktadır. Geliştirmiş olduğunuz yeni bir şifreleme algoritması yahut yeterli uzunlukta bir anahtar boyutuna sahip AES gibi bir şifreleme algoritması temelde belirtmiş olduğumuz hesaplama gücüne karşı dayanıklı olduğu için tercih edilmektedir. Kriptanaliz yöntemlerinde şifreme algoritmalarını kırmak ve gizlenen veriye ulaşmak için çeşitli analiz yöntemleri kullanılmaktadır. Ancak en basit ifade ile yapılan işlem, algoritma ile şifrelenen şifreli metni açacak anahtar tahmini yapmaktır. Bu aşamada da en büyük ihtiyaç hızlı bir hesaplama gücüdür.

Kuantum hesaplama ya da kuantum bilgisayarları kuantum fiziğinden faydalanılarak geliştirilen bilgisayarlarla gerçekleştirilmektedir. Günümüzde IBM, Intel, Google, Rigetti gibi firmalar kuantum bilgisayarları üzerine kapsamlı ARGE çalışmaları yapmakta ve yatırımlar yapmaktadır. Ülkemizde de özellikle TÜBİTAK BİLGEM bünyesinde bu alanda çalışmalar yapılmış ve sürdürülmeye devam etmektedir. Kuantum bilgisayarları çok hızlı bilgisayarlardır. Normal bir bilgisayarın şifre kırmak için harcadığı süreyi 1.000.000 yıl olarak düşünecek olursak bu süper bilgisayarlarla dakikalar, kuantum bilgisayarları içinse anlık bir süre olarak düşünülebilir. Peki kuantum bilgisayarlarının insanlık erişimine çok daha yaygın bir şekilde açılması yahut kuantum bilgisayarları ve kuantum hesaplama gücüne sahip otoritelerin bu gücü kullanma ihtimallerine karşı ne yapabiliriz? Özetle günümüz kişisel bilgisayarlarında kullanılan işletim sistemi seviyesinde kullanılan güvenlik katmanları için kullanıcıların bireysel olarak yapabileceği çok bir şey yoktur. İşletim sistemi geliştiricileri bu hususta gerekli önlemleri almakta ve güncellemeler ile bu güvenlik katmanlarını eklemektedir. Akıllara kuantum hesaplama gücü gibi yüksek bir işlem gücüne karşı ne yapılabilir ki tarzında sorular gelebilir. Cevap aslında çok da karmaşık değildir. Algoritmik seviyede yeterli karmaşıklığa sahip ve şifrelemede kullanılan anahtarın güvenliğinin sağlandığı durumlarda kuantum hesaplamaya karşı da güvende olabilirsiniz. Bunu sağlamak için çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Yazılımcılar için Code-based, Hash-based, Lattice-based, Multivariate, Isogeny-based gibi şifreleme yöntemlerinden herhangi birini kullanarak güvenliklerini sağlayabilirler. Yazılım bilgisi çok yüksek olmayan kullanıcıların ise AES256 ya da özellikle OTP algoritması gibi şifreleme algoritmalarından faydalanarak post kuantum dönem için güvenli olduğu düşünülen algoritmalardan faydalanabilirler.

Sonuç olarak kuantum bilgisayarlarının hayatlarımızda yaygınlaşması beraberinde kuantum hesaplamasıyla geliştirilmiş şifreleme algoritmaları ve anahtar dağıtım sistemlerini de beraberinde getirecektir ki günümüzde bu alanda sayısız akademik ve teknik çalışmalar sürdürülmektedir. Unutulmaması ancak çok da rahatlanılmaması gereken bir diğer husus da kuantum bilgisayarına sahip olabilecek hackerların günümüz dünyasında ve imkanlarında pek mümkün olmamasıdır. Ancak Çin ve benzeri siber güvenlik orduları olan ülkeler, kuantum hesaplama güçlerini siber saldırılarda kullanmaya karar vermeleri durumunda, gerekli önlemleri almayan ülkelerin başına neler geleceğini hep birlikte göreceğiz.  

Arş. Gör. Mustafa Takaoğlu

Bilgisayar Yüksek Mühendisi

Blokzincir UYGAR Mdr. Yrd.