Kriptografiye giriş

[enes35]

Kriptografi
Şifre yazımı bilimi olarak bilinen kriptolojinin kullanım
alanıdır.Kısaca bazı temel şeyleri sağlayabilmek için bırakın
bilgisayarı insanlık tarihinin başlarına kadar giden bir bilim ve
tekniktir.Temel amaçları;Gizlilik,kimlik tanımlama,bütünü koruma ve
değişmezliktir.Benim anlatacağım genel olarak bilgisayar kısmını ve daha
çok internette kullanabileceğiniz kısım olacaktır.
Kripto işlemini ikiye ayırırsak temel olarak şifreleme ve deşifreleme
işlemleri yapar.Buda alıcı ve verici arasındaki bir anahtarla olabilir.
Verici elindeki mesajı anahtar yardımıyla şifreler ve alıcıya gönderir
alıcıda aynı anahtarlar deşifreleme işlemi yaparak mesajı almış olur
böylece alış-veriş arasında başkasına geçme durumunda dahi mesaj içinden
bilgi sızdırılmaz.İşte hackerlar burada devreye girer.Temel kripto
sistemlerinin çözüm yöntemleri vardır,bunlardan en basit görüneni
elimizdeki mesajı açmak için tüm olasılıklara göre şifreleme tekniğinde
denemek ve karşılaştırmaktır.Ama çok zor tabir edilen tekniklerle
şifrelenmiş olgularda bu imkansıza yakındır.
Simetrik – Asimetrik
Temel kriptolojide iki ana gruba ayrılır;Simetrik ve asimetrik.Simetrik
şifrelemelerde alıcı ve verici arasında mesaj alış-verişi aynı anahtarla
olur yani verici gönderirken kullandığı anahtarla alıcı mesajı
deşifreleyebilir.Asimetrik şifrelemede ise 2 anahtar olur.Verici bu iki
anahtardan biriyle şifreler fakat alıcı deşifreleme işlemi için
vericinin kullanmadığı anahtarı kullanmak zorundadır.
Temel bit işlemleri ve kullanımı
Aslında matematiği seven biri için biçilmiş kaftandır kriptoloji temel
olarak işlem pratikliği için büyük sayıların bitlere dönüştürülmüş
halidir.Yani mesela 4 bit 128 karaktere eşdeğerdir.Bunun temeli ise 2
nin kalanlar sınıfıdır (0,1).Aynı şekilde 4 bitlik bir karakter 4 tane 0
ve 1 in yan yana yazılmış halidir.
Bir şifrenin çözülme olasılıkları
Tamamen rakamlardan oluşmuş şifreler için standartların dışında kısa
yoldan çözümler vardır ama kesin süreleri bitlere göre değerlendirirsek;
32 bitlik bir şifreyi 10^6 / s hızında çözmek 36 dakika alır
40 bitlik bir şifreyi 10^6 / s hızında çözmek 6 gün alır
64 bitlik bir şifreyi 10^6 / s hızında çözmek 292000 yıl alır
128 bitlik bir şifreyi 10^6 / s hızında çözmek 54*10^23 yıl alır.
Görüldüğü gibi 2 nin katlarında arttıkça çözme süresi imkansıza doğru
ilerliyor.Tabi makine hızıda gene 2 katında artarsa bu hızlar aynı
oranlarda yarıya bölünerek azalır.
Tek kullanımlık Şerit
Kısacası elimizdeki mesaj kadar uzun bir anahtardır.Rast gele seçilmiş
şifreleme işleminde mesajdaki her harf ve o harfin şeritteki karşı gelen
harfi sayıya çevirilip toplanılır. Harfler sayıya çevirilirken
alfabedeki sıra numaraları kullanılabilir. Toplam alfabedeki harf
sayısını aşarsa alfabedeki harf sayısı toplamdan çıkartılır. Elde edilen
sayı ya doğrudan yazılır veya bir harfe çevrilir.
Gene deşifreleme için aynı anahtar şerit ile işlem tersinden yapılır; bu
sefer şeritteki harfler şifreli mesajdaki harflerden çıkartılır, toplam
sıfırın altına düşerse alfabedeki harf sayısı eklenir.
Şifresiz Metin: BUMESAJTEKKULLANIMLIKSERITILESIFRELENMISTIR
Şerit: DOKPEZRHOCVSVMLNDTKBJTSDSULEPLSSZCHEBZMQCHJ + (mod 26)
Şifreli Metin: EIWTWZAASMFMGXLALFVJTLWUANTPTD***GSIOLUIVPA
Şeritteki harflerin rasgele seçilmiş olması çok önemlidir. Harfleri
rasgele seçilmiş bir şerite, harfleri düzenli olan bir mesaj eklersek,
elde ediceğimiz harfler gene rasgele olacaktır. Dolayısıyla bu şifreli
mesajı çözmek için hangi şeridin kullanıldığını tahmin etmekten başka
çaremiz yoktur. Şerit ile mesaj aynı uzunlukta olduğuna göre (bu da bir
şeridin sadece bir kere kullanılmasını gerektirir) bütün şeritleri
denersek, o uzunluktaki bütün mesajları da elde ederiz. Dolayısıyla tek
kullanımlık şeridin güvenilirliği kanıtlanmıştır. Şeritle şifrelenmiş
mesajdan sızan tek bilgi, onun varlığı ve uzunluğudur.
Açık Anahtar Kriptografisi
Yukarda yazdığım gibi teme olarak simetrik ve asimetrik anahtarlar
vardır.Simetrik anahtar tek anahtardan oluşur ve bilgi alışverişi
sırasında başkasında da bu anahtar varsa bilgiyi deşifreleyebilir.Bu
yüzden ilk asimetrik şifreleme yöntemleriyle açık anahtar olgusu
oluşmuştur.Bunlardan birine açık diğerinede gizli anahtar adı
verilir.Açık anahtar bilinendir ve gizlenmesine gerek yoktur şifreleme
işleminde kullanılır ama şifreyi çözme (deşifreleme) işleminde gizli
anahtar ihtiyacı olduğundan sadece alıcıda bulunur ve onun yardımıyla
çözülür.
Kapan işlemleri
Aynı şekilde asimetrik çözümlerde kapan işlemleride kullanılır.Bunlar
değişken bir uzunluktaki metni sabit uzunlukta değer üreterek
şifrelerler. 1 gigabaytlık bir dosyayı 128 bitlik sonuç veren bir kapan
işleminden geçirirsek, o dosyanın her bitine bağımlı bir parmakizi elde
ederiz. Dosyadaki herhangi bir kasıtlı veya kasıtsız değişiklik (bir
bitlik bile olsa) kapan değerine yansır. Ayrıca parmakizinden metinin
içeriği hakkında herhangi bir bilgi elde edilemediğinden kapan işlemler
tek yönlü olarak nitelenir. Güvenli bir kapan işlemi ile, belli bir
parmakizini verecek bir dosya yaratmak veya parmakizleri aynı olan iki
dosya yaratmak çok zordur.
Hack ve Kullanım alanları(herkes burayı bekliyordur muhtemelen)
Kriptoloji bilimi şuanda bankalar önemli veri alışverişi olan şirketler
hatta devletler arası gizli görüşmelerde kullanıldı kullanılıyor ve
kullanılacaktır.Bu yüzden hackerların üstünde durduğu temel bir
bilimdir.Yıllar boyunca çözüm üretmek için kullanılmıştır.En başta
dediğim gibi hiçbirşey yapamıyorsak Brute force (deneme yanılma)
yöntemiyle tüm şifreleri çözmek mümkün ama yukarda verdiğim örnekte
olduğu gibi kimsenin 292000 yıl yaşayacağını sanmıyorum.Bu yüzden temel
olarak kendi tekniğimizi geliştirmek zorundayız.Bir sürü şifreleme
tekniği var ve hepsinin değişik çözümleri var. Bu yüzden demek istediğim
bir şifreyi çözmek için basit bilgisayar kullanıcısı olmanın üstüne
çıkmalısınız.Şuanda yaygınlaşmaya başlayan dijital imza olayı ilede
hackerların önü kesilmek isteniyor bu muhtemeldir ama hiçbirşey imkansız
değildir.Dijital imzalar 128 bitlik şifreleme teknikleriyle encyrpt
edilmiş verilerdir.Yani bir mail veya başka bir şey için kendimizi
tanımlamak amacıyla altında dijital imzamız olmalıdır.Bir
yabancı(muhtemelen hacker) dijital imzamızı ele geçirse bile çözemiyecek
ve güvenilirlik garanti olacaktır.İşte bu yüzden kriptoloji önemlidir.