Kriptoloji Bilimi Nedir?
Kriptoloji, en basit tanımıyla şifreleme bilimidir; bilgilerin gizlenmesi ve gizlenen bilgilerin ortaya çıkarılması ile ilgilenir. Kriptoloji bilimi, kriptografi ve kriptoanaliz olmak üzere iki alt sistemden oluşmaktadır. Kriptoloji, çeşitli iletilerin ve yazıların belirli bir sisteme göre şifrelenmesi ve bu mesajların güvenlikli bir ortamda alıcıya iletilmesi ve iletilmiş mesajın deşifre edilmesidir kısaca haberleşmenin iki veya daha fazla tarafın bilgi alışverişini emniyetli olarak yapmasını sağlayan, temeli matematiksel ifadelere dayamam tekniklerin ve uygulamalarının birleşimidir.
Adını Yunancada “gizli” anlamına gelen cyrpto (kriptos) ve “yazı” anlamında kullanılan graphy (graphi) kelimelerinin birleşiminden türetilmiş olan kriptografi ise Türkçede “şifre yazımı” anlamını taşır. Kriptolojinin bir dalı olan kriptografi verilerin güvenliğinin ve gizliliğinin sağlanması amacıyla çeşitli metotlar kullanılarak şifrelenmesidir.
Kriptografi ile şifrelenmiş ve emniyet altına alınmış verilerin, bilgilerin anahtarlarının çözülmesi ve güvenli bilginin kırılmasını ifade eden Kriptoanaliz ise kriptolojinin bir diğer dalıdır. Türkçede şifre çözme olarak isimlendirilir. Kriptoanaliz, kısaca kriptografi metotlarının tersine çalıştırılması ile veriyi inceleyerek zayıf ve güçlü yönlerini ortaya çıkarır, amaçlar.
Kriptoloji, çok eski bir geçmişe sahiptir. Tarihten günümüze kadar insanoğlunun mesajlarını, şahsi bilgilerini ve devlet verilerini koruma isteğiyle ortaya çıkmış ve günümüzde giderek önem kazanmaktadır.
Kriptoloji Tarihi
Kriptoloji, bir matematik bilimidir ve genelde sayılar teorisi üzerine kuruludur. İlk kriptoluğun, 4000 yıl önce yaşamış Mısırlı bir kâtip olduğu düşünülmektedir. Bahsi geçen kriptoloğ efendisinin hayatını anlatan hiyeroglifleri şifrelenmiş bir şekilde oluşturmuş ve birkaç hiyeroglif daha önce hiç kullanılmamıştır.
Eski Mısırda şifreleme için genellikle Rebus ismi verilen yöntem kullanılmıştır. Buna göre; her bir resmin soyut varlığı gösterdiği piktogramların anlamlarına değil ses değerlerine odaklanarak mesaj gizemli gösterilmiştir.
M.Ö. 1500’lü yıllarda ise Mezopotamyalı ustalar çmlek tariflerini gizlemek için metinleri şifrelemiştir.
9. Yüzyılda matematikçi Al-Kindi, tek alfabelei yerine koyma şifreleme yöntemi geliştirmiş ve frekans analinizi bulan ilk kişi olmuştur. David Kahn, 1967 yılında yayınladığı” The Codebreakers: The Story of Secret Writings” adlı kitabında, bilinen tüm kriptoanaliz yöntemlerinin Müslüman Coğrafyası tarafından sınıflandırılmaya başvurulduğunu savunmuştur. Yazar eserinde, Kuran-ı Kerim’in metin incelemelerinde tekrar etme çözümlemeleri ve sıra değiştirmeli şifreleme yöntemi ile kodlandığını düşünmüş ve bu mesajların çözülmesi için yöntemlerin oluşturulduğunu ve bu yöntemlerin Al-Kindi tarafından oluşturulduğunu öne sürmüştür.
11 ve 13. Yüzyıllar arasında gaznelilere ait dokümanlar incelendiğinde birçoğunda şifreli metinlere rastlanmıştır.
1586 Yılında Baise de Viyenere, şifreleme ile ilgili günümüzde kullanılmaya devam edilen, açık metin ve şifreli metin için otomatik anahtarlama yönteminden bahsedilen bir kitap yazmıştır.
Kriptolojinin, en hızlı bir şekilde ilerleme gösterdiği dönem Dünya Savaşları dönemidir. Bunun nedeni olarak ise ülkelerin askeri istihbaratlarını emniyet altına alma çalışmaları ve düşman birliklerinin istihbarat verilerine erişme isteği ile yaptıkları çalışmalar kriptoloji alanında büyük gelişmelerin oluşmasını sağlamıştır.
Tarihten günümüze kadar, bazı şifreleme teknikleri şunlardır:
- Sezar Şifrelemesi,
- Rotor Makinesi (Enigma),
- Açık Anahtarlı Şifreleme,
- Çırpı Fonksiyonları,
- Veri Gizleme Teknikleri’dir.
Kriptoloji Nasıl Çalışır?
Kriptoloji algoritmaları tamamen matematiksel fonksiyonlardan oluşmaktadır. Örnek vermek gerekirse, Sezar şifrelemesinde A harfi yerine D, B harfi yerine E harfi kullanılmıştır. Açıklamak gerekirse algoritma gördüğü her harf yerine alfabede ona karşılık gelen harfin üç ilerisindeki harfi getirerek şifrelenmiş (kriptolu) metni oluşturmaktadır. İlk zamanlarda kriptolu metinlerin güvenliği için şifreleme ve deşifreleme algoritmaları saklı tutulurdu ve gizli bir anahtar bulundururdu. Fakat günümüzde kriptoloji güvenliğinden bahsedecek olursak algoritma bilinse dahi yazı metninin çözülmesi gerekmektedir. Burada da devreye açık anahtarlı kripto algoritmaları girer. Herkesin görebildiği bir genel anahtar ayrıca yazının çözülmüş halini elde etmeye yarayacak olan gizli anahtar (Secret Key).
Şifre yazımında ve şifre çözümünde anahtar kavramı ise Kriptografi algoritmalarının şifre yazma ve şifre çözümünde kullandığı sayı dizisidir. Bir algoritmanın kriptografik güvenliği “n” sayısının bit uzunluğuyla doğru orantılıdır. “n” sayısının bit uzunluğu, anahtar uzunluğudur ve anahtarların uzunluğu ne kadar büyükse şifrenin kırılması o kadar zorlaşır.
Şifreleme ve Şifre Çözme Yöntemleri
- Sıra Değiştirmeli Şifreleme: Şifresiz metindeki bazı karakterlerin nitelikleri değiştirilemez ama sırası değiştirilir. Sıra değiştirmeli şifrelemeye örnek olarak, Sezar Şifreleme yöntemi verilebilir.
- Dönüşümlü Şifreleme: Şifrelenecek mesajın metnine bağlı kalarak farklı, sembol ve karakterlerle kodlanmasıdır. Örnek olarak ise, Francis Bacon’ın geliştirdiği şifreleme yöntemi, bilgi gizleme bilimi stegonografi kapsamında, dönüşümlü şifrelemeye bir örnektir. Bacon, her harf için bir yıldız imgesi ve B’den oluşan ikili bir sistem kullanmaktadır.
- Gizli Anahtarlı (Simetrik) Şifreleme: Şifreleme ve şifre çözme işlemlerinin ikisinde de aynı anahtar kullanılmaktadır.
-Açık Anahtarlı (Asimetrik) Şifreleme: Tüm kullanıcıların şifreleme ve şifre çözme işlemlerini gerçekleştirmek için bir açık, bir gizli olmak üzere iki anahtarı vardır. Açık anahtar herkese açıktır, gizli anahtarsa gizli tutulur. Şifreleme açık anahtar, şifre çözümü gizli anahtar kullanılarak yapılmaktadır. Örnek olarak, En yaygın kullanılan DSA (Digital Signature Algorithm) açık anahtarlı şifreleme sistemlerinden birisidir.
Bu yöntemleri şifreleme yapabilmek için kullanılacak duruma uygun şekilde;
Şifresiz veriyi çözmek için bir algoritma ya da yöntem,
Şifresiz metni şifrelemek ve şifreyi çözmek için gereken anahtar ve anahtarın geçerliliğini belirten zaman aralığını belirlemektir.
Kriptoloji Biliminin Kullanım Alanları
Kriptoloji; kişiler arası, özel devlet kurumları veya askeri kurumlar arası iletişimlerden, sistemlerin oluşumunda ve işleyişindeki güvenlik boşluklarına varana her türlü dalla alakalıdır. İletişim kurmak veyahut veri alışverişi için iki kurumun, kişinin birbirlerine e-posta aracılığı ile ileti gönderdiklerini göz önüne alırsak, bu iletiler birçok bilgisayar ve sunucudan geçmektedir. Verimiz, A kullanıcısından B kullanıcısına transferi sırasında muhatabından önce açılıp okunmadığını veya açılıp üstünde değişiklik yapmadığını bilemeyiz. İşte tam da bu nedenle devreye kriptoloji girmektedir, kripto teknikleri genelde bu yazıyı daha önce hazırlanmış bir algoritma ile şifreli bir metin haline getirmektedir. Günümüzde giderek önemi artmakla birlikte gelişen endüstrilerden olan Endüstri 4.0, Web 3.0, Web 4.0 ve Blokzincir teknolojilerinin sunucularının ve verilerinin olası güvenlik sorunları ve mevcut bulunan güvenlik açıklarının kapatılması üzerine çalışacak olan yegâne bilim alanı olan Kriptoloji geçmişte bizler için önemliydi lakin yakın zamanda hayatımızda kendine daha önemli bir yer edineceği şüphesizdir.
Yazımızı bitirmeden gelin hep birlikte Sezar Şifreleme yöntemi kullanılarak “Ülkü Ocakları” yazalım.
A B C D E F G Ğ H I İ J K L M N O Ö P R S Ş T U Ü V Y Z
F G Ğ H I İ J K L M N O Ö P R S Ş T U Ü V Y Z A B C D
“ÜLKÜ OCAKLARI”
“AÖOA SĞFOÖFÜM”
