Mar
12
2012

Kriptoloji Nedir?

Kriptoloji Nedir?

Kriptoloji, şifre bilimidir. Çeşitli iletilerin, yazıların belli bir sisteme göre şifrelenmesi, bu mesajların güvenlikli bir ortamda alıcıya iletilmesi ve iletilen mesajın deşifresiyle uğraşır.

Gizli yazılar, şifreli belgeler bilimi veya incelemesi.

Kriptoloji, bir matematik bilimidir ve genelde sayılar teorisi üstüne kuruludur. Kendi içerisinde iki farklı branşa ayrılır. Kriptografi ; herhangi bir iletiyi şifrelemek için , Kriptoanaliz ise; şifreleri çözmek ya da analiz etmek için kullanılır.

Kriptoloji ; askerî kurumlarda, kişiler arası veya özel devlet kurumları arasındaki iletişimlerde ve daha birçok alanda kullanılmaktadır.

Kriptoloji Tarihi

Kriptografi , Yunanca gizli anlamına gelen “kriptos” ve yazı anlamına gelen “graphi” kelimerinden türetilmiştir.

İlk kriptolog 4000 yıl önce yaşamış Mısırlı bir kâtiptir. Efendisinin hayatını anlatırken hiyeroglifleri şifrelenmiş bir şekilde oluşturmuştu.

Dönemin en önde uygarlığı olan Çin’de ise yazının şifresiz yazılmasının bile çok zor olması nedeniyle kriptografi hiç gelişemedi.
Daha sonraları (M.Ö 5-6. yy.) askeri istihbaratta gizliliğin gerekmesi nedeniyle kriptografi, askeri alana girdi. Askeri alandaki ilk kriptograflar,  Spartalılar’dır.

Bazı Şifreleme Teknikleri

Sezar Şifreleme
Afin Şifreleme
Hill Cipher Şifreleme
Açık Anahtarlı Şifreleme

Sezar Şifreleme

Sezar Şifreleme bir yazıdaki harfleri kendisinde sonra gelen harflerle değiştirmesi ile oluşturulur.  Örneğin, 3 harf atlamalı Sezar Şifresi’nde “deneme” yerine “ghrhph” yazılır.

Afin Şifrelemesi

Simetrik şifreleme yöntemi ile yazı üzerinde 27 farklı dönüşüm yapılabiliyordu. Biz İngiliz alfabesini göz önünde tutarsak 26-1=25 dönüşümden söz etmemiz gerekir. Buda simetrik şifreleme yönteminin güvenilir  olmadığını gösterir. Afin yöntemi ile simetrik şifreleme yöntemi biraz daha genelleştirilmiştir ve güvenlik azda olsa simetrik şifreleme yöntemine göre daha güçlüdür. Tabi bu kağıt kalem kriptolojisinin bir örneği olduğundan bunu günümüz koşullarına göre düşünürsek. Çok çok zayıf bir yöntem olduğunu görürüz. Fakat bu bize kriptolojinin temel mantığını kavratmak için güzel bir örnek teşkil etmektedir.

 

Örneğin:

y    : (ax+b)MODm

x    : Düz metindeki harflerin sayısal karşılığı m

m: Düz metinde kullanılan alfabenin karakter sayısı

a,b : Gizli sayılarımız
A-0,B-1…………………………Y-24,Z-25

Örneğin:  M     O     N     E     Y       (a=11,b=4 tekniğine göre)

12   14    13     4    24

y=(11x+4)MOD26 fonksiyonunu kullanırsak.

M: y =(11*12+4)MOD26=6 —–G

O: y =(11*14+4)MOD26=2 —– C

N: y=(11*13+4)MOD26=17 —–R

E: y=(11*4+4)MOD26=22 —— W

Y: y=(11*24+4)MOD26=8 ——- I
Şifre çözümü:  Şifre çözümü (deşifreleme) için y fonksiyonunu aşağıdaki gibi değiştirelim. X=ters(a)(y-b)MODm deşifreleme fonksiyonumuz a=11 ve b=4 demiştik.  Böylelikle x=ters(11)(y-4)MOD26 yı elde edebiliriz.  Ters(11)MOD26=19 ve bu şekilde deşifreleme fonksiyonumuz;
x=19(y-4)MOD26 olur.

Şimde şifreli metnimiz olan “GCRWI” deki her bir karakterin karşılığı olan sayısal değeri tablomuzdan bulalım. 6,2,17,22,8 dir.

G : x=19*(6-4)MOD26=12——-M

C  : x=19*(2-4)MOD26=14 ——- O

R  : x=19*(17-4)MOD26= 13 —– N

W : x=19*(22-4)MOD26= 4 ——- E

I    : x=19*(8-4)MOD26=24 ——- Y

Bu sayede düz metnimize ulaşırız “MONEY”

   Hill Cipher Şifreleme

Hill şifreleme yöntemi bir blok şifreleme örneğidir. Blok şifrelemeyi de şöyle ifade edebiliriz. Düz metni bitişik ve aynı uzunluktaki bloklara bölme, her bloğu şifreleyerek şifreli metin bloklarına dönüştürme ve bu şifreli blokları şifreli metin çıktısı olarak gruplamaktır. Hill şifreleme yöntemi Lester Hill tarafından bulunmuş ve 1929 yılında yayınlanmıştır.

Açık Anahtarlı Şifreleme

Açık anahtarlı şifreleme, şifre ve deşifre işlemleri için farklı anahtarların kullanıldığı bir şifreleme sistemidir. Sistemin bu özelliğinden dolayı asimetrik şifreleme olarak da adlandırılır. Haberleşen taraflardan her birinde birer çift anahtar bulunur. Bu anahtar çiftlerini oluşturan anahtarlardan biri gizli anahtar diğeri açık (gizli olmayan) anahtardır.

Açık anahtar, sadece gizli anahtarın sahibi tarafından oluşturulabilir ve herkesin erişimine açıktır. Açık anahtarla bilgiler sadece gizli anahtarın sahibi tarafından çözülebilecek şekilde şifrelenebilir ya da gizli anahtar sahibinin sayısal imzasının ve kimliğinin doğruluğu kontrol edilebilir.

Çalışma Prensibi
Kriptoloji algoritmaları tamamen matematiksel fonksiyonlardan oluşur. Örneğin ; Sezar şifresinde A harfi yerine D, B harfi yerine E kullanılmıştır ve bu şekilde devam etmektedir. Bu da demek oluyor ki algoritma gördüğü her harf yerine alfabede ona karşılık gelen harfin üç ilerisindeki harfi getirerek şifrelenmiş (kriptolu) metni oluşturmuş oluyor. İlk zamanlarda kriptolu metinlerin güvenliği için şifreleme ve deşifreleme algoritmaları saklı tutulurdu ve gizli bir anahtar bulunurdu

Fakat günümüzde kriptolojinin güvenliğinden bahsedecek olursak, algoritma bilinse dahi yazı metninin(şifreli metin) çözülmemesi gerekir. Burada da devreye açık anahtarlı kripto algoritmaları girmektedir. Bunlar bir Public Key (genel anahtar) –ki bu herkesin görebileceği bir anahtar. Secret Key (gizli anahtar) , bu da sadece yazının çözülmüş (deşifrelenmiş) halini elde etmeye yarayacak olan anahtardır.

Kripto Makineleri

Enigma
Russian Fialka (M-125)
U.S. M-209
Swiss NEMA
HC – 9

Enigma

II. Dünya Savaşı sırasında Nazi Almanyası tarafından gizli mesajların şifrelenmesi ve tekrar çözülmesi amacı ile kullanılan bir şifre makinesidir.
Çalışma Sistemi : Diğer Rotor makineleri gibi Enigma da Elektro-Mekanik bir sistemdir. Temel olarak rotor mekanizması sayesinde olasılık üreten bir mekanizmadır.Daktilo klavyesine benzer her bir klavye tuşuna basıldığında,rotorlar döner. Rotorun dişli mekanizması her algoritma programlanmadan önce sökülür ve farklı bir konumda takılırdı. Ayrıca her mesaj çekiminden önce operatör tarafından alt bölümdeki elektrik soketlerini farklı şekilde dizerek şifrenin çözümünü daha da zorlaştırırdı. Rotor : Makinelerin dönen bölümlerini tanımlamakta kullanılır.

Russian Fialka (M-125)

Fielka , kod adı M-125 olup kısa zamanda II. Dünya savaşı sonrasında soğuk savaş döneminde Soyvetler Birliği tarafından geliştirilen bir şifre makinesidir.
Enigma gibi daktilo klavyesine benzer  ve her bir klavye tuşuna basıldığında rotorlar dönmeye başlar.
Bir mesaj iletici ya da çoğaltıcı olarak kullanılmaktadır .
Latin ve Rus alfabesini destekler.

U.S. M-209

Amerikan ordusu tarafından  ilk olarak II. Dünya Savaşında daha sonra da Kore Savaşında kullanılmak üzere tasarlandı.

Swiss NEMA

İsviçre ordusu tarafından,  Enigma makinasının yerine II . Dünya Savaşı sırasında üretilmiştir.

HC – 9

1970’te İsveç şirketi AB Transvertex tarafından üretilmiştir.

Kuantum Kriptografi

Kuantum kriptografi’de temel prensip tek kullanımlık anahtarlı    kriptografi tekniğinin kullanılmasıdır .
Kuantum kriptografi tekniği mesajın iletilmesinden çok ,mesajın şifrelenmesinde ve şifrelenmiş mesajın çözülmesinde kullanılan anahtarın güvenilir bir biçimde alıcı ve verici arasında değişimi ile ilgilenir.
Kuantum kriptografi tekniğinde veri iletimi klasik yollarla yapılmaz. Veri iletimi elektriksel işaretler yerine fotonlar ile yapılmaktadır. Dolayısıyla iletişim kanalı için fiber optik ağ gerekmektedir. . Bu da kuantum kriptografi tekniğinin aslında sivil yaşamda kullanılamayacağını göstermektedir. Zaten bu teknik şu anda sadece askeri amaçlarla çok kısıtlı ölçülerde kullanılmaktadır.
Gündelik Hayatta Kriptoloji

Kriptoloji aslında gündelik hayatımızın her yerinde; çipli banka kartında, otomobil anahtarında, internet üzerinden yaptığımız bankacılık işlemlerinde, kablosuz ağlarda, cep telefonlarımızda, DVD’lerin kopya korumasında, kısaca değerli bilginin olduğu her yerde.

Kriptoloji günümüzde askeri haberleşme, komuta kontrol ve karmaşık silah sistemlerininde vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir.
Tükenmez kalemle attığımız imzalar, bilgilerin kâğıttan dijital ortama kayması ile yerini dijital imzaya bırakmıştır.

Teknolojinin gelişimi ile ürünlerde kâğıt etiketler yerine elektronik etiketler kullanılmasıyla kriptografi mağaza raflarında da görülmeye başlanmıştır.

 

Türkiye’de Kriptolojinin Gelişimi

TSK , dışarıdan alınan kripto cihazlarının maliyetinin yüksek olması nedeniyle ve ulusal olmayan bu cihazlarla güvenliğin sağlanamayacağı gerekçesiyle , ulusal kripto cihazının Türkiye’de geliştirilmesi gerektiği kanısına varmıştır.

İlk ulusal kripto cihazı üretilmesi aşamaları 1974 yılında Gebze’deki Marmara Araştırma Merkezi’nde bulunan Elektronik Araştırma Ünitesi’nde başlatılmıştır(EAÜ). EAÜ günümüzde faaliyetlerini TUBİTAK Ulusal Elektronik ve Kriptoloji Araştırma Enstitüsü(UEKAE) adı altında devam ettirmektedir.
23 Kasım 1976 tarihinde Türkiye’de ilk defa ulusal on-line kripto cihazının prototipinin üretilmesine başlanmıştır ve 1978 Şubat ayında da cihaz üretimi tamamlanmıştır. Cihazın adı MİLON-I(Milli On-Line Kripto Cihazı-I) olarak belirlenmiştir.

TSK’nin artan güvenlik taleplerinin karşılanması doğrultusunda 1990 yılında MİLON-II ve 1995 yılında MİLON-III hizmete girmiştir.

Günümüzde TUBİTAK bünyesinde UEKE’de birçok proje geliştirilmektedir. Bunlardan bazıları kriptolu USB bellek , kriptolu cep telefonu ,taşınabilir çevrimdışı kriptolu cihaz (çok gizli bilgilerin kriptolanmasında kullanılır), vs …

Kaynaklar:

http://tr.wikipedia.org/wiki/Kriptoloji
http://www.ilord.com/
http://tr.wikipedia.org/wiki/Enigma_makinesi
http://en.wikipedia.org/wiki/Fialka
http://en.wikipedia.org/wiki/M-209
http://en.wikipedia.org/wiki/NEMA_(machine)
http://en.wikipedia.org/wiki/HC-9
http://www.belgeler.com/blg/2fis/bilim-ve-teknik-kuantum-kriptoloji
http://tr.wikipedia.org/wiki/Kuantum_kriptografi
Türkiye’deki Kriptoloji Uygulamalarının Tarihçesi – Olay SALCAN

Katkılarından dolayı : Emin çakıcı,Ahmet furkan gündüz,İbrahim ziya özgün,Salih topçu,Nadir akbaş ‘a Teşekkür ederiz.

 

 

 

Yazar Hakkında

Harun Balta 63 adet yazısı bulunuyor..

Bilgisayar Mühendisliği Üzerine çalıştığım konular: C# , .Net , Silverlight , WPF , Entity Framework ,MVVM, Oracle ,Pl/Sql

Print Friendly