Kriptografik Kodlama İletişimi ve Kriptosistem Teorisi

Kriptografik Kodlama İletişimi ve Kriptosistem Teorisi
(Cryptographic Coding Communication and Cryptosystem Theory)

Gelişen teknoloji ile birlikte günlük hayatımızın vazgeçilmez parçaları haline gelen iletişim sistemleri hızlı, hatasız ve güvenli matematiksel işlev gören sayısal bilgi iletimi niteliğini önemli bir konu olarak karşımıza çıkarmaktadır. Kriptosistem teknolojisi ve kriptografik kodlama matematiksel tanımlar, teoremler ve bir probleme çözüm olmak amacıyla geliştirilmiştir. Gizlilik paylaşımı anahtar yönetimi ve anahtar şifre dağıtımı ile belirli bir şemada ortak olarak hareket eden kriptosistem algoritmaları oluşturmuştur. 1997 yılında Shamir’in Lagrange İnterpolasyon tabanlı şema uygulamasında yapılmış ve GF sonlu cisim tanımlanan kripto kodlamalarında hata payını en aza indiren MSD (Maximum Distance Separable) kapasitesi kod tabanındaki gizlilik paylaşımı şemalarını katılımcı verileri ve tespit edilen mesafeli katılımcıları yeni bir şifre gizliliği ile bu algoritmadan faydalandırmaktadır.
AES gibi günümüzde dünyanın birçok noktasında kullanılan şifreleme yöntemi görsel kriptografinin üstünlüğünü algoritmik bir tanım haline dönüştürüp hem şifreleme hem de şifreli metin çözmede kullanarak görsel şifreleme sorunlarında çözüm olarak kullanılan anahtarların birbiriyle ilişkili olduğu simetrik-anahtarlı bir algoritmayı oluşturur. Arun Ross ve Asem A. Ohthman’ın “Visual Cryptography for Face Privacy” adlı çalışmalarında yüz tanımlama projelerinde kullanılan merkezi bir veri tabanında saklanan insan yüzlerinin şifrelenerek saklanması ve veri haline gelen şifrenin gerektiğinde deşifre edilmesi için resimler çeşitli teknikler ile her bir piksek ancak tek bir resimde yer alacak şekilde 2 farklı resme ayrılmıştır ve tek başlarına orijinal resme ulaşma imkânı kalmamıştır.
Kriptografik kodlama çalışmalarında 1978 yılında RSA ile şifreli yazı yazılımları için yeni bir dönem başlamıştır. Ronald L Rivest, Adi Shamir ve Leonard M. Adleman 1976 yılında temelini attıkları ve isimlerinin baş harflerinden oluşan RSA algoritmasını oluşturmuşlardır. 1987 yılında NSA tarafından geliştirilen Skipjack Şifreleme algoritması 64 bitlik bloklara ayrılan veri 80 bit anahtar kullanılarak 32 döngü sonunda şifrelenmektedir. NSA bu algoritmayı 1993 yılında kullanmaya başlamış ve 1998 yılına kadar gizli tutmuştur. RSA şifreleme yöntemi 1978 yılından bu yana dijital imza elde etme yöntemi, açık anahtarlı kripto sistemler ve asimetrik şifreleme algoritması ile paralel olarak çalışarak günümüzde de güvenilirliğini korumaktadır.

Kriptografik kodlama çalışmalarında 1987 ve sonrasında NSA ve RSA gizlilik yazılımları üzerinde çalışmalar yapmışlar ve bu çalışmaların amaçları şifrelemenin dışında şifre bilgi güvenliği olmuştur. Birçok algoritma projeleri oluşturulan kriptosistem 90’lı yıllardan sonra daha hızlı yaygınlaşarak kripto biliminin en etkili modellerini ortaya çıkarmıştır. Matematiksel işlevdeki kripto segmentasyonu saklanmış veri madeninden verilerin rastgele seçiminden ve belirli birçok algoritmik yapının içinde fonksiyonlanan kripto kimliklendirme ve kripto analizi olarak ortaya çıkmıştır. Yapılan analizler sonucu kriptosistem algoritmaları şu şekildedir.
• Blok şifreleme Algoritmaları (AES, DES, IDEA, Skipjack, RC5 …)
Literatürde bulunan önemli blok kodlardan bazıları, Hamming kodları (Hamming, 1950), Reed-Muller kodları (Muller, 1954 ve Reed, 1954), ürün (product) kodları (Elias, 1954), |u|u+v| inşası kodları (Macwilliams, 1977 ve Plotkin), Golay kod (Golay, 1949 ve Wicker, 1995), çevrimsel (cyclic) kodlar (Prange, 1957), BCH (Bose, Chaudhuri and Hocquenghem) kodları (Hocquenghem, 1959 ve Bose, Chaudhuri, 1960), Reed-Solomon kodları (Reed, Solomon, 1960), Genelleştirilmiş dizi kodları (Generalised Array Codes, GAC) (Honary, Markarian, Farrel, 1993), Turbo kodları (Berrou, Glavieux, 1993, 1996, 1998), Düşük yoğunluklu parite kontrol kodları (Low Density Parity Check Codes, LDPC) (Gallager, 1962 ve 1963, Mackay, Neal 1996) ve ürün yığılma kodları (Product Accumulate, PA, codes) (Narayanan, Georghiades, 2004) olarak karşımıza çıkmaktadır.
• Akan (Stream) Şifreleme Algoritmaları (RC2, RC4…)
• RSA
• Forney Algoritması
• Çin Kalan Teoremi Tabanlı Eşik Gizlilik Paylaşım Şema Algoritması
• El Gamal
• MDS
• Eliptik Eğri Sistemleri
• Diffie-Hellman anahtar belirlemesi
• Kod-tabanlı Kriptosistemler (McEliece, 1978) ; (Niederreiter, 1986)
• DSA (Digital Signature Algorithm/Dijital İmza Algoritması) Şifreleme Algoritması
• Sezar Şifreleme Algoritması
• Vigenere Şifreleme Algoritması
• Afin Şifreleme Algoritması
• Kaotik Görüntü Şifreleme Algoritmaları
Kanal kodlama teoreminde kanal kapasitesinin teorik sınırı ile ilgili olarak, Shannon (Shannon, 1948) ortaya koyduğu teoreminde, kodlama oranının kanal kapasitesinden küçük olması durumunda, bilginin uygun bir biçimde kodlanmasıyla, gürültülü bir kanalda bilgi iletimi esnasında oluşan hataların istenilen en düşük oranlara indirilebileceğini ispatlamıştı. Ancak bu işlemin nasıl yapılacağı bir problem olarak bırakılmıştı (Lin ve Costello, 2004). Bu teorem ile birlikte yeni kanal kodlama araştırma alanı ortaya çıkmıştır. Bu alanda yapılan çalışmaların en önemli amacı, kodlaması ve kod çözmesi kolay ve mümkün olduğunca küçük hata oranları sağlayan kodları bulmaktır (Bossert, 1999). Karl Martin ve Konstantinos N. “Plataniotis’ın Privacy Protected Surveillance Using Secure Visual Object Coding” adlı çalışmasında daha önce tanımlanmış her hangi bir nesnenin piksel yer değiştirme yöntemi ile şifrelenmesi ve gerektiğinde deşifre edilmesi ile tüm resmin şifrelenmesine göre %5 daha az işlem yapılabildiği anlatılmıştır. Haberleşme sistemlerinde bilginin iletimi için vericiden gönderilen mesaj işareti, işaretin gönderildiği kanaldan ve aynı zamanda verici ve alıcı devrelerinden kaynaklanan işareti bozucu etkilerden dolayı, bozulmaya uğrar ve alıcıda gönderilenden farklı bir bilgi alınabilir.
Bilginin güvenliğini sağlama geçmişten günümüze kadar her dönemde çok önemli bir konu olmuştur. Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle bilgi alışverişinin bilgisayar ağları üzerinden yapılması, bilgi güvenliğinin önemini daha da arttırmıştır. Bilginin kötü niyetli kişilerin eline geçmesine engel olmak, bilgiyi korumak, saklamak için anlaşılmaz bir hale dönüştürülmesi, şifrelenmesi gerekmektedir. Bu amaca hizmet etmek için şu ana kadar birçok şifreleme tekniği geliştirilmiştir. Geliştirilmeye de devam edilecektir…

 


 

About the author: Abdurrahman Kasım TÖK

#Bisiklet #Teknoloji #Yazılım #Researcher #Insider #Mkutup #UTM

2 comments to “Kriptografik Kodlama İletişimi ve Kriptosistem Teorisi”

You can leave a reply or Trackback this post.
  1. Atakan - 14 Mart 2017

    Bu güzel yazı için sizlere teşekkür ederim, Çok açıklayıcı bir yazı olmuş…

You must be logged in to post a comment.