Bu söz konusu olduğunda veri güvenliği, kadim sanat kriptografi günümüzün dijital çağının kritik bir temel taşı haline geldi. Kriptografi, çok gizli hükümet istihbaratından günlük kişisel mesajlara kadar en hassas bilgilerimizin istenmeyen izleyicilerden gizlenmesini mümkün kılar. İster çevrimiçi alışveriş yaparken, ister değerli ticari sırları diske kaydederken, sahip olduğumuz her türlü mahremiyet için kriptografiye teşekkür edebiliriz. 

Kriptografinin temel ilkeleri, çevrimiçi iş yaparken güven oluşturur. Aşağıdakileri içerirler:

• Gizlilik: şifreli bilgi yalnızca amaçlanan kişi tarafından erişilebilir, başka hiç kimse tarafından erişilemez. 
• Dürüstlük: Şifrelenmiş bilgiler, gönderici ile hedeflenen alıcı arasında depolanırken veya aktarılırken herhangi bir değişiklik tespit edilmeden değiştirilemez.
• Reddetmeme: Şifrelenmiş bilgiyi oluşturan/gönderen, bilgiyi gönderme niyetini inkar edemez.
• Kimlik doğrulama: Gönderenin ve alıcının kimliklerinin yanı sıra bilginin kaynağı ve hedefi de doğrulanır.
• Anahtar yönetimi: Verilerin şifrelenmesinde ve şifresinin çözülmesinde kullanılan anahtarlar ve anahtar uzunluğu, dağıtım, oluşturma, döndürme vb. ilgili görevler güvenli tutulur.

Kriptografinin birçok kullanım örneğine dalmadan önce kriptografinin temellerini gözden geçirelim.

Kriptografinin temellerini anlamak

Tarih boyunca kriptologlar, özel bilgileri kodlamak ve şifreli mesajlar oluşturmak için çeşitli yöntemler kullanmışlardır. Modern iken kriptografik algoritmalar çok daha ileri düzeyde olsa da temel adımlar birbirine çok benzer. 

Temel kriptoloji, orijinal, kodlanmamış bilgiyi (düz metin olarak bilinir) alır ve gizli bir anahtar veya anahtarların yardımıyla şifreli bir koda (şifreli metin olarak bilinir) kodlar; bu, aynı zamanda şifreli metni tekrar düz metne dönüştürmek için de kullanılabilir. 

Şifreleme algoritmaları

Kriptografik algoritmalar, verileri şifrelemek ve şifresini çözmek için kullanılan matematiksel formüllerdir. Bu algoritmalar, verinin orijinal düz metinden şifreli metne (veya tersi) nasıl dönüştürüldüğünü belirlemek için gizli anahtarlar oluşturur. Bazı iyi bilinen şifreleme algoritmaları şunları içerir: RSA (Rivest-Shamir-Adleman), Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES) ve ECC (Eliptik Eğri Kriptografisi). 

Temel düzeyde çoğu kriptografik algoritma, büyük asal sayıları çarparak anahtarlar oluşturur. Çarpma işlemi modern bilgisayarlar için kolay olsa da, büyük sayıları iki büyük asal sayıya ayırmak çok fazla hesaplama gücü gerektirir ve bu neredeyse imkansızdır. Daha küçük anahtarlar kullanan kripto sistemlerde tersine mühendislik oldukça kolay yapılabilir, ancak en hızlı süper bilgisayarların bile günümüzün daha güçlü kriptografik algoritmalarına kaba kuvvetle saldırması için yüzlerce ila yüz binlerce yıl gerekir. Eliptik eğri şifrelemesi, yeni nesil kuantum bilgisayarların bile kıramayacağı çok daha güçlü anahtarlar oluşturmak için rastgele sayılar kullanarak ek bir güvenlik düzeyi ekler. 

Anahtar yönetimi

Anahtar yönetimi kriptografinin ayrılmaz bir parçasıdır; Her kriptosistem, verileri hem şifrelemek hem de şifresini çözmek için anahtarlar kullanır. Anahtar yönetimi, şifreleme anahtarlarının kullanıcılar arasında güvenli bir şekilde oluşturulmasını, saklanmasını ve dağıtılmasını içerir. Zayıf veya çalınan anahtarlar herhangi bir şifreleme sisteminde kritik güvenlik açıkları oluşturabileceğinden, şifrelenmiş verilerin güvenliğini korumak için uygun anahtar yönetimi çok önemlidir. Anahtar boyutları, rastgelelik ve depolama, anahtar yönetiminin önemli işlevleridir. 

Simetrik şifreleme

Özel anahtar kriptografisi veya gizli anahtar kriptografisi olarak da bilinir. simetrik kriptosistemler Hem şifreleme hem de şifre çözme için yalnızca bir anahtar kullanın. Bu tür sistemlerin çalışabilmesi için her kullanıcının halihazırda aynı özel anahtara erişiminin olması gerekir. Özel anahtarlar önceden kurulmuş güvenilir bir iletişim kanalı (özel kurye veya güvenli hat gibi) veya daha pratik olarak güvenli bir anahtar değişim yöntemi (örneğin, Diffie-Hellman anahtar anlaşması). 

Tek bir anahtarın kullanılmasının yarattığı güvenlik açıklarına rağmen bu tür şifreleme, alternatif yöntemlere göre daha hızlı ve etkilidir. Popüler simetrik şifreleme algoritmaları şunları içerir: DES (Veri Şifreleme Standardı), 3DES (Üçlü DES) ve AES.

asimetrik şifreleme

Asimetrik veşifrelemeGenel anahtar şifrelemesi olarak da bilinen, bir ortak anahtar ve bir özel anahtar olmak üzere bir çift anahtar kullanır. Genel anahtar şifreleme için, özel anahtar ise şifre çözme için kullanılır ve her kullanıcının kendi anahtar çifti vardır. Açık anahtar şifrelemesinde kullanılan iki şifreleme anahtarı ek bir güvenlik katmanı ekler, ancak bu ek koruma verimliliğin azalmasına neden olur. RSA, ECC ve Güvenli Kabuk Protokolü (SSH) yaygın asimetrik şifreleme algoritmalarıdır.

Kriptografi kullanım durumları

Güvenli iletişim 

Kriptografinin en yaygın kullanım durumlarından biri internet üzerinden güvenli iletişimin sağlanmasıdır. Aktarım Katmanı Güvenliği (TLS) ve öncülü olan Güvenli Yuva Katmanı (SSL), web tarayıcıları ve sunucular arasında korumalı bağlantılar kurmak için şifreleme protokolleri kullanır. Bu güvenli kanal, kullanıcının tarayıcısı ile web sitesi arasında paylaşılan verilerin gizli kalmasını ve kötü niyetli kişiler tarafından ele geçirilmemesini sağlar. 

Kriptografi ayrıca e-posta ve WhatsApp gibi yaygın mesajlaşma uygulamalarında da kullanılır. uçtan uca şifreleme (E2EE) ve kullanıcıların konuşmalarının gizliliğini koruyun. E2EE ile yalnızca gönderen ve hedeflenen alıcı mesajların şifresini çözebilir ve okuyabilir; bu da kullanıcıların kendi hizmet sağlayıcıları da dahil olmak üzere üçüncü tarafların içeriğe erişmesini neredeyse imkansız hale getirir.

Veri şifreleme

Veri şifreleme, sabit sürücüler, akıllı telefonlar ve bulut depolama hizmetleri gibi çeşitli cihazlarda depolanan hassas bilgileri koruyan, yaygın olarak kullanılan bir şifreleme biçimidir. AES gibi güçlü şifreleme algoritmaları, düz metni etkili bir şekilde şifreli metne dönüştürerek, yetkisiz bir tarafın erişim elde etmesi halinde bile, yetkili kullanıcıların şifreleme anahtarına erişmeden hassas verilerin şifresini çözememesini sağlar. 

Veri bütünlüğü

Verilerin bütünlüğünü sağlamak için kriptografiden de yararlanılır. Karma işlevleri Verilerin sabit boyutlu karmalarını (özetler olarak da bilinir) üreten, esasen bir veri kümesini benzersiz bir sayısal karma numarasına dönüştüren bir tür kriptografik algoritmadır. Bu karmalar o kadar benzersizdir ki, düz metindeki tek bir karakteri veya boşluğu değiştirmek bile tamamen farklı bir sayısal değer üretecektir. Alıcılar, uygulamalar veya web siteleri, alınan verilerin karma değerini beklenen karma değeriyle karşılaştırarak veri bütünlüğünü doğrulayabilir ve verilerin iletim sırasında değiştirilmediğini doğrulayabilir. 

Karma işlevler ayrıca, güvenlik açığı bulunan istemci tarafı özel parola veritabanı oluşturmaya gerek kalmadan kullanıcı parolalarını doğrulamak için de sıklıkla kullanılır. Bunun yerine, çevrimiçi bankacılık portalları gibi hizmetler yalnızca kullanıcı şifrelerinin karmalarını toplayacak ve saklayacak. Böyle bir veritabanı çalınsa bile, kötü niyetli bir aktör herhangi bir kullanıcının şifresini yalnızca hash'inden çıkaramaz. 

Doğrulama

Gönderilen ve alınan bilgilerin doğruluğunun doğrulanması, tüm iş şekillerini yürütmek için kullanılan kriptografinin kritik bir işlevidir. dijital imzalar. Asimetrik kriptografi sayesinde belgeler, yalnızca özel anahtar kullanılarak oluşturulabilen dijital imzalarla değiştirilebilir. Dijital olarak imzalanmış belgelerin alıcıları, imzanın gerçekliğini doğrulamak ve iletim sırasında belgeye müdahale edilmediğini doğrulamak için gönderenin genel anahtarını kullanabilir. 

İnkar edilemez

Reddedilmeme, alınan mesajların gerçekliğini güvence altına alan ve gönderenin, gönderilen herhangi bir mesajın geçerliliğini potansiyel olarak reddetmesini engelleyen hukuki bir kavramdır. Dijital imzalar, mesajı veya belgeyi gönderenin ve başka hiç kimsenin imzalamadığını kanıtladığından, inkar edilemezliğin kritik bir bileşenidir. Veri bütünlüğü protokolleri ve dijital imzalar tarafından oluşturulan kriptografinin etkin olduğu inkar edilemezlik, yasal olarak bağlayıcı müzakerelerin, sözleşmelerin ve diğer yasal işlem ve iş türlerinin doğrulanması için geçerli bir çerçeve sağlar.

Anahtar değişimi 

Güvenli iletişimin önemli bir bileşeni olan anahtar değişimi, özellikle asimetrik kripto sistemlerinde güvenli bir bağlantı kurmanın kritik bir yönüdür. Kriptografi de bu ön adımda değerli bir rol oynuyor. Açık anahtar şifrelemesinin geliştirilmesinde bir dönüm noktası olan Diffie-Hellman anahtar değişim algoritması, iki tarafın güvenli olmayan bir kanal üzerinden şifreleme anahtarlarını güvenli bir şekilde değiştirmesine olanak tanır. Bu yöntem, bir kulak misafiri anahtar alışverişi diyaloğunu engellese bile, değiş tokuş edilen şifreleme anahtarlarının şifresini çözememesini sağlar. Diffie-Hellman anahtar değişim protokolü gibi algoritmalar, kriptografi yoluyla, tarafların önceden kurulmuş ve potansiyel olarak savunmasız bir alternatif anahtar değişimine ihtiyaç duymadan, genel anahtar şifrelemesi yoluyla güvenli bağlantılar kurmasına olanak tanır. 

API iletişiminin güvenliğini sağlama

Web 2.0'ın (ve ötesinin) ayırt edici bir özelliği olan işbirliğine dayalı uygulamalar arası çalışabilirlik, çeşitli uygulamaların ve web hizmetlerinin saygın duvarlarla çevrili sanal ekosistemlerinden veri çekmesine olanak tanıyarak, sosyal medya gönderilerinin haberlere yerleştirilmesinden her türlü uygulamanın büyük ölçüde genişletilmiş işlevselliğine olanak tanır. Kritik sistem analizlerini gelişmiş operasyonel kontrol panellerinde paylaşmaya yönelik makaleler.

Olarak bilinen uygulama programlama arabirimleri (API'ler), bu sistemler programlar arası iletişimi kolaylaştırmak için tasarlanmıştır ve kriptografi, bu hassas verilerin izinsiz dinleme veya kurcalamaya karşı korunmasını sağlayarak yalnızca yetkili tarafların bilgilere erişebilmesini sağlar. API anahtarları ve belirteçleri, özellikle bayındırlık işleri ve altyapı gibi güvenliğin en kritik olduğu durumlarda, uygulamalar arasında alınıp verilen hassas verileri korumak için genellikle şifrelemenin yanı sıra kullanılır. 

Kuantum bilişim siber güvenliği

Yükselişi kuantum hesaplama Mevcut şifreleme metodolojileri için önemli bir tehdit oluşturuyor ve siber güvenlik sistemler. Çoğu modern kriptosistem, geleneksel bilgisayarların potansiyel bilgi işlem gücüne dayanacak şekilde tasarlanmıştır; bu, günümüzün kriptografik algoritmalarına başarılı bir şekilde kaba kuvvetle saldırmak için yüzlerce ila yüz binlerce yıl gerektirir. Ancak kuantum bilgisayarlar, potansiyel olarak günümüz bilgisayarlarının gücünü kat kat artırabilir ve en güçlü kriptografik anahtarları bile kırmak için gereken süreyi binlerce yıldan sadece saniyelere indirebilir.

Modern kriptografik algoritmaların çoğu teorik kuantum bilgisayar saldırılarına dayanamayacak olsa da, kriptologlar bu güvenlik açıklarına güvenlik çözümlerinin geliştirilmesiyle yanıt veriyor. kuantum dirençli kriptografi teknikler. Kuantum dirençli ve kuantum sonrası kriptografiye yönelik kullanım senaryoları, genel olarak kriptografi kullanım senaryoları kadar çoktur. Her ne kadar kuantum hesaplamanın hala prototipleme aşamalarında olduğu düşünülse de çoğu bilgisayar bilimci önümüzdeki 10 ila 50 yıl içinde büyük atılımların kuantum dirençli kriptografinin gelişimini kuantum hesaplamanın kendisi kadar kritik hale getireceği konusunda hemfikir.

Blockchain güvenliği

Blok zincir teknolojisi Tüm zincir içi işlemlerin ve güncellemelerin güvenliğini ve değişmezliğini sağlamak için büyük ölçüde kriptografiye güvenir. Bitcoin gibi kripto para birimleri, yeni madeni paralar çıkarmak ve basmak için kriptografik algoritmalar kullanırken, kriptografik karma işlevleri zincirdeki blokların bütünlüğünü korur. İşlem yaparken, dijital imzaları oluşturmak ve doğrulamak için açık anahtar şifrelemesi kullanılır. Kriptografinin temel ilkelerinin çoğunu kapsayan blockchain teknolojisi, tüm eylemlerin kolayca doğrulanabileceği ve doğrulanabileceği güvenilir bir ekosistem oluşturmak için şifrelemeyi kullanır.

IBM şifreleme çözümlerinin işletmelerin kritik verileri korumasına nasıl yardımcı olduğunu öğrenin

IBM şifreleme çözümleri, kripto çevikliği, kuantum güvenliği ve sağlam yönetişim ve risk politikalarının sağlanmasına yardımcı olmak için en son teknolojiyi, danışmanlığı, sistem entegrasyonunu ve yönetilen güvenlik hizmetlerini birleştirir. Simetrikten asimetrik şifrelemeye, karma işlevlere ve ötesine kadar, iş ihtiyaçlarınızı karşılamak için özel olarak tasarlanmış uçtan uca şifrelemeyle veri ve ana bilgisayar güvenliğini sağlayın.

IBM şifreleme çözümlerini keşfedin