Kriptografi Nedir, Bilgisayar Kriptografisi ve Teknikleri Nelerdir?

İnsanlık çok eski tarihlerden özel bilgileri gizleme ihtiyacı duymuştur. Geçmişte ilkel şifreleme yöntemleri kullanılarak yapılan gizlemeler zamanla mekanik daha sonra elektronik cihazların hayatımıza girmesiyle ilerleme yaşanmıştır. Eskiden mekanik düzeneklerle yapılan şifreleme yöntemlerini günümüzde ise bilgisayarlar yapmaktadır. Yani şifrelenmiş bir bilgiyi çözmek için artık çok hızlı bilgisayarlara ihtiyaç vardır. 

Bilgisayarların insan hayatını kolaylaştırdığı bir gerçek. İşte onlardan biri de kriptografi'dir. Peki kriptografi nedir? Kriptografi, düz bir metni çeşitli şifreleme algoritmaları kullanarak şifreli bir metne dönüştürerek mesajı okunduğunda kimsenin anlamadığı bir dile çevirmedir. Yani, bilgisayarda bu işlemi kodla yazıp mesajı güvenli hale getirme işlemidir. Farklı kodlarla yazılan bu metni ancak istenilen kişiler okuyabilmektedir. Günümüzde kriptografi, sadece gizli bilgileri korumakla kalmaz, aynı zamanda kullanıcı kimlik doğrulama içinde kullanılır. Bilgisayarlarda kriptografi teknikleri; veri, web, kredi kartı, e-posta, dijital imzalama ve doğrulama yöntemleri kullanılarak yapılır. Bunu algoritmalar adı verilen bir dizi kurala bağlı hesaplama ile gerçekleştirir. 

Kriptoloji Nedir?

Kriptoloji, kriptografiyi ve kriptanalizi kapsar. Burada kriptografi, şifreleme algoritmaları kullanarak şifreleme oluşturma bilimi olarak anılır. Kriptanaliz ise şifreleri kırmanın bilimidir. 

Kriptografi Teknikleri Nelerdir? 

Kriptolojiyi,kriptanalizinin de ne olduğunu öğrendikten sonra şimdi kriptografide kullanılan bazı temel kavramlara gözatalım.

Plaintext: Orijinal, düz metin.

Ciphertext: Şifrelenmiş metin.

Cipher: Düz metni, şifrelenmiş metne çeviren algoritma yani şifreleme algoritması demektir.

Encipher (encrypt): Düz metni şifrelenmiş metne çevirmeyi kapsar.

Decipher (decrypt): Şifreli metinden düz metni kurtarma olarak bilinir.

Kriptografi: Şifreleme yöntem ve prensipleri demektir.

Kriptanaliz: Günümüzde kod kırma olarak bilinir. Yani, şifre ya da anahtar kullanmadan deşifre etme yöntem ve prensiplerini kapsar.

Kriptoloji: Kriptografi ve kriptoloji yöntem ve prensiplerinin tümünü ifade eder.

Simetrik Şifreleme Nedir?

Yalnızca bir tek anahtar içeren en basit şifrelemeye simetrik şifreleme denir. Yani, bilgileri şifrelemek veya deşifre etmek için gizli tek bir anahtarla şifreleme yöntemidir. Simetrik şifreleme de kriptografi teknikleri ve şifreleme algoritmaları içinde en eski ve en iyi bilinen tekniktir. Örneğin, bir sayı, bir kelime veya rastgele harfler dizisi olabilen gizli bir anahtar kullanılarak yapılır. Hem gönderenin, hem de alıcının bildiği bu gizli anahtar yardımıyla yazılan ve gönderilen tüm mesajları şifrelemek ve yine aynı şekilde şifresini çözmek için: Blowfish, AES, RC4, DES, RC5 ve RC6 simetrik şifreleme yöntemleri kullanılarak yapılır. Simetrik şifreleme yönteminde en yaygın olarak kullanılan algoritma ise AES-128, AES-192 ve AES-256'dır.

Asimetrik Şifreleme Nedir?

Simetrik şifreleme de tek anahtar Asimetrik şifreleme de ise özel anahtar çiftleri kullanılır. Yani açık anahtar şifrelemesi olarak da bilinen asimetrik şifreleme de verilerin şifrelenmesi ve çözümlenmesi için açık ve özel anahtar çiftleri ile yapılabilir. Simetrik şifreleme kriptografi teknikleri arasında yer alan en karmaşık şifreleme tekniğine sahiptir. Açık anahtarlar, metni şifrelemek, özel anahtarlar ise şifreyi deşifre etmek için kullanılır. Çiftteki bir anahtar herkesle paylaşılabilir; buna açık anahtar denir. Çiftteki diğer anahtar gizli tutulur; buna ise özel anahtar denilmektedir. Burada esas olan şey şifreleme algoritmalarıdır ve bunlar her iki anahtarı bir mesajı şifrelemek için kullanılır. Gizli mesajların veya metnin şifrelemesi için kullanılan anahtarın tersi şifreyi deşifre etmek için kullanılır. 

Asimetrik şifrelemede sadece bir kriptografi algoritması yer alır. Yani bu algoritma bir anahtar çifti oluşturmak için bir anahtar oluşturma protokolü içerir. Her iki anahtar da matematiksel olarak birbirine bağlıdır. Anahtar çiftleri arasındaki bu ilişki bir şifreleme algoritmaları arasında farklılık gösterir. Örneğin, SSH, OpenPGP, S / MIME ve SSL / TLS gibi birçok protokol şifreleme ve dijital imza işlevleri için asimetrik şifreleme kullanır. Günümüzde internet ağı üzerinden güvenli bir bağlantı kurması gereken veya dijital bir imzayı doğrulaması gereken internet tarayıcıları işte bu tekniği kullanmaktadır.

Steganografi Tekniği Nedir?

Steganografi tekniği diğer şifreleme taktiklerinden çok farklıdır. Yani steganografinin amacı, söz konusu nesne ya da içerikte mevcut olan gerçeği gizlemek için başka bir şey yerleştirerek gizlemektir. Bu bir tür şifreleme kullanmadan gizleme yöntemidir. Örneğin, Amerikan Bağımsızlık Savaşı’nda casuslar bir mektubun satırları arasına sadece ısıtıldığında görülebilen birtakım mesajlar yazmışlardır. M.Ö 440 yıllarında bir Yunan komutan, bir kölenin saçlarını tıraş ettirip bir mesaj yazdırır ve kölenin saçları uzadığında mesajı alıcıya gönderir. Ünlü ressam Da Vinci’ye ait not defterlerinin birinde gizli bir figür ortaya çıkmıştı. Aslında bunlar gizlenmiş mesajlar değildi, sadece çizildikten sonra silinmiş bir insan figürüydü. Fakat bu günümüz teknolojisi kullanılarak keşfedilmiştir. Ek olarak, kriptografi ayrıca mikro noktalar veya birleştirme gibi teknikler kullanarak görüntülerdeki bilgilerin gizlenmesini de kapsar. Eski Mısırlıların bu yöntemleri karmaşık hiyerogliflerde kullandıkları biliniyordu ve Roma İmparatoru Julius Caesar, ilk şifreleme kullananlardan biri olmuştu.

Hashing (Karma) Tekniği Nedir? 

Karma tekniği veya Hashing tekniğinde herhangi bir formdaki (metin, her türlü dijital dosya) verileri benzersiz bir dizeye dönüştüren şifreleme yöntemidir. Boyut veya türden bağımsız olarak, herhangi bir veri, karma şifreleme algoritmaları kullanılarak karma hale getirir. Sözkonusu rastgele uzunluktaki bu veriler alınır ve sabit karma değerine dönüştürürler. Hashing, tekniği de diğer şifreleme yöntemlerinden farklıdır, çünkü şifreleme algoritmaları karma işleminde veriyi deşifre edilemeyecek şekilde şifreler. MD5, SHA1, SHA 256 yaygın olarak kullanılan karma algoritmalardır. Bu tekniğin kullanım alanlarından biri üyelik sistemleridir. Sisteme üye olan kullanıcının okunabilir şifresi, karma algoritması ile geri dönüştürülemez biçimde şifrelenir ve veri tabanına kayıt edilir. Kullanıcı sisteme her giriş yaptığında okunabilir şifresi karma algoritmasınca yeniden şifrelenerek kimlik doğrulaması sağlanır.

Kriptografi Konulu Filmler

Da Vinci’nin Şifresi 

2006 yılında vizyona giren Dan Brown’ın aynı adlı eserinden uyarlanan Da Vinci’nin Şifresi adlı filmin baş kahramanı Robert Langdon’dır. Film, Leonardo Da Vinci'nin duvar resmi olan Son Akşam Yemeği'nde, Kutsal Kâse’nin, Steganografi tekniği ile gizlenmiş olduğunu düşünen kahramanı konu alır.

Enigma 

Michael Apted tarafından yönetilen bir casusluk gerilim filmidir. Senaryosu Robert Harris'in Enigma adlı romanından uyarlanan film, İkinci Dünya Savaşı'ndaki Enigma kod kırıcılarını konu alıyor. Enigma, mesajların şifrelenmesi ve şifrelerinin çözülmesi için kullanılan bir şifreleme makinasıdır. Hikâye son derece kurgusal olmasına rağmen, II. Dünya Savaşı sırasında Alman mesajlarını şifreleme ve Enigma ile şifresini çözme süreci ayrıntılı olarak ele alınmakta ve Katyn katliamının tarihsel olayı vurgulanmaktadır.

DNA Kriptografisi Nedir?

Kriptografi, mesajların gizlenmesi amacıyla bilginin kodlanmasıyla ilgilenen bilim dalıdır. İletişim güvenliği altyapısında hayati bir rol oynar. Öncü çalışmalar, Leonard Max Adleman'ın 1994'te moleküler hesaplama yeteneğini göstermesinden sonra Ashish Gehani ve arkadaşları tarafından yapılmıştır. Bu çalışmalar DNA hesaplamasının da yolunu açtı. DNA Kriptolojisi, kriptolojiyi ve modern biyoteknolojiyi birleştirir.

DNA Kriptografisi dünyada hızla gelişen teknolojilerden biridir. Adelman, dünyaya Gezgin Satıcı Problemi gibi karmaşık problemleri çözmek için DNA kriptografisinin nasıl kullanılabileceğini gösterdi. Böylece daha karmaşık kripto algoritmaları tasarlanabilir ve uygulanabilir. Bu kırılmaz algoritmaları kırmak için yeni bir umut getiriyor. Bunun nedeni DNA hesaplamasının daha fazla hız, minimum depolama ve güç gereksinimi sunmasıdır.