Kriptoloji ve Tarihi

Kriptoloji, şifreleme, gönderilen mesajların güvenliğini sağlayan, gönderici ile alıcı arasında üçüncü kişilerin girmesini engellemeye çalışan ve mesajların güvenliğini sağlayan bir bilim dalıdır. Bir başka deyişle, anlamlı halde olan mesajın, şifreleme kullanarak araya girmeye çalışan üçüncü şahıslar için anlamsız hale getirilme işidir. İlgilendiği alan itibariyle de kriptoloji en genel haliyle şifreleme bilimi olarak tanımlanabilir. Gönderilen mesajların güvenilirliği nedeniyle, devletlerarası iletişim, özel kuruluşların güvenliği, bankacılık sektöründe banka müşterilerine sunduğu güvenlik ve buna benzer bir çok konuda kriptoloji güvenlik arz etmektedir. Kriptoloji bilimi kendi alanında iki ayrı bilim dalından oluşmaktadır. Bunlar mesajın şifreli hale getirilmesi yani kriptografi ve şifrelenmiş mesajın çözülmesi yani kriptoanalizdir.

Günümüz teknolojisinin baş döndürücü hızı göz önüne alındığında kriptolojinin taşıdığı önem ortaya çıkmaktadır.

Kriptoloji, çok eski ve renkli bir geçmişe sahiptir. Kriptografi Simetrik Şifreleme ve Asimetrik Şifreleme olarak iki türde incelenebilir.

Kriptolojinin Tarihi

Kriptoloji bir bilim dalı gibi gözükse de aslında altında ciddi bir matematik bilimi yatar. Sayılar teorisi, asal sayılar, çarpanlarına ayırma, matrisler vs.. gibi matematiğin önemli konularını içerir.

Tarihteki ilk kriptolog, MÖ 2000 yıllarında yaşamış Mısırlı bir kâtiptir. Bu katip efendisinin hayat hikayesini anlatırken hiyerogliflerden faydalanmış ve daha önce hiç kullanılmayan hiyeroglifler kaydetmiştir.

M.Ö. 590 yıllarında Jeremiah’ın kitabında atbash adı verilen bir çeşit yerine koyma şifresi kullanılmıştır.

Kriptoloji dünya tarihinde farklı farklı devletler tarafından farklı şekillerde kullanılmıştır. Ancak iletişim kanallarının zayıf olmasından dolayı bu medeniyetler kendi aralarında herhangi bir haberleşmede bulunamadıklarından, kriptolojide kayda değer bir gelişme yaşanmamıştır.

Askeri alanda ilk kriptograflar Spartalılardır. M.Ö. 5.yy. buldukları bir cihazı tarihin ilk yer değiştirme sistemini uygulamak için kullanmışlardır. Buldukları bu cihaz belli kalınlıkta bir tahta silindirden ve silindirin etrafına eğik bir biçimde sarılmış papirüs yada ince deri şeritten oluşmaktaydı. Gizlenmek istenen mesaj silindire sarılı şerit üzerine yazılır, daha sonra şerit silindirden ayrılırdı. Bu sistemin şifresini çözebilmenin tek yolu, ayrılan harflerin aynı kalınlıkta bir tahta silindire sarılmasıyla mümkündü.

Askeri haberleşmede kritografinin bir diğer önemli kullanımı da Roma döneminde oldu. Büyük Roma İmparatoru Juylius Caesar, kendi adıyla anılan şifreleme sistemini komutanlarıyla haberleşmek için kullanmıştır. Bu sistemde alfabedeki her harf kendisinden sonra gelen üçüncü harf ile değiştiriliyordu (Örneğin A, D ile D, G ile).

Araplar M.S. 600’lü yıllarda edebiyat ve matematik biliminde ileri olduklarından, kriptografi çalışmalarına o dönemde başlamışlardır. Bu alandaki ilk eser Abdurrahmen El-Halil İbn-i Ahmet tarafından 718 yılında kaleme alınan Kitab-ül Muamm adlı kitaptır. Bu eserin konusu Bizans imparatoru tarafından gönderilmiş olan yunanca olarak yazılan şifreli bir mektubun çözümüdür. Arapların kriptoloji bilimine en önemli katkısı ilse Abdullah Kalkaşendi tarafından 1412’de tamamlanan Subhu’l Aşâ adlı 14 ciltlik ansiklopedinin kriptografiyle ilgili bölümlerdir. Bu eserde kriptoanalistin ilgilendiği dili bilmek zorunda olduğunu ve Arapça’da asla yan yanana gelmeyen harflerin listeleri gibi çeşitli bilgilere yer verir.

9. yüzyılda Bağdat’ta yaşayan ve tıp, matematik, astronomi, felsefe, ilahiyat, müzik gibi alanlarda eser veren El Kindi (801 – 873) kriptoloji biliminde uygulanan tek alfabeli yerine koyma şifreleme yöntemini geliştirerek frekans analizini bulan ilk kişi olarak kayıtlara geçmiştir.

Batıda ise kriptolojinin en temel sistemlerini yaygın olarak öncelikle Kilise kullanmıştır. 1363 yılında Kardinaller ve Papalık arasındaki iletişimde kullanılmaya başlanan kriptoloji Batıda yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu dünyasında kriptografinin babası olarak anılan İtalyan kriptocu, dilbilimci, filozof, şair, müziyen, ressam ve mimar lan Lean Battista Alberti’nin (1404 – 1472) geliştirdiği iç içe iki diskten oluşan şifreleme cihazında 24 hücre vardı ve cihaz tek alfabeli şifreleme sistemlerinden çok alfabeli şifreleme sistemlerine geçişin ilk örneğini teşkil ediyordu. Kriptoloji tarihi için kritik olan bu başarıdan sonra Alberti kodlamayı ve şifrelemeyi birleştirerek kriptoloji adına önemli bir ilerleme sağlamıştır.

1586 yılında Blaise ve Vigenere açık metin ve şifreli metin için otomatik anahtar üretiminden bahseden bir kitap kaleme almıştır. Bu kitaptaki bazı metotlar günümüzde hale geçerliliğini korumaktadır.

1790 yılında Pensilvanya Üniversitesi’nde matematikçi olan Thomas Jefferson wheel (tekerlek) şifresini icat etti. Bu durum M-138-A Strip Cipher makinesinin gelişmesine yol açtı. 2. Dünya savaşında ABD donanması M-138-A Strip Cipher makinesini kullandı.

1854 yılına gelindiğinde Charles Wheatstone ve arkadaşı Lyon Playfair’in adını koyduğu Playfair şifresini tanıttı.

1861 yılına gelindiğinde ise Frederich W.Kasiski çok alfabeli şifrelerde yer alan tekrar eden harf gruplarını kullanarak gerçekleştirilen şifre kırma yöntemini duyurdu. Böylelikle yıllarca güçlü kabul edilen çok alfabeli şifre artık zayıf olarak kabul edilmiştir.

1883 yılında ise Auguste Kerckhoff şifrelemenin temelleri ile ilgili şu iki ilkeyi ortaya koymuştur:

1. Bir şifrenin güvenliği kolayca değiştirilemeyen bir ilkeye dayanmamalıdır.
2. Rakip hafife alınmamalıdır. Özellikle rakibin şifreleme ve şifre çözme algoritmalarını bildiği unutulmamalıdır. Bu yüzden bir şifreleme sisteminin gücü, şifreleme yöntemini gizli tutmaya değil, anahtar bilgisini gizli tutmaya dayanmalıdır.

1914 yılında 1. Dünya savaşında güçlü bir askeri kriptografisi kullanılmıştır. İngilizler haberleşme esnasında mesajlarını kriptografik araçlar kullanarak gerçekleştirmişlerdir. Fransızlar ise kelimeleri ifade eden 4 basamaklı sayılar kullanmışlardır.

1919 yılında Joseph Mauborgne ve Gilbert Vernam mükemmel şifreleme sistemi olan “ona time pad”i buldular.

1920-1930 yıllarında William Frederick Friedman, Riverbank Laboratuarlarını kurdu, ABD için kriptoanaliz yaptı, 2. Dünya savaşında Japonların Purple Machine şifreleme sistemini çözdü.

1923 yıllarında Arthur Scherbius Enigma makinesini icat etti. Alman hükümeti bu makineyi devralıp geliştirdi ve 2. Dünya savaşında askeri haberleşmeleri şifrelemek için kullandı. Bu makina Alan Turing ve ekibi tarafından çözülmüştür.

1933 yılında Japonlar mesajlarını şifrelemek için Purple makinesini icat ettiler. Bu makine alfabedeki harflerin yerini değiştirmek için robotları kullanmıştır.

1970 yılında Horst Feistel (IBM) DES (Data Encryption Standard)’in temelini oluşturan Lucifer algoritmasını geliştirdi.

1976 yılında açık anahtarlı kritografi doğdu. Whitfield Diffie ve Martin Hellman açık anahtarlı kriptografiği anlatan New Direction in Criytography (Kriptografi’de Yeni Yönler) kitabını yayınladı. Aynı yıl ABD tarafından FIPS 46 (Federal Informatin Processing Standard) standart olarak açıklandı.

1978 yılında Ronal L. Riverst, Adi Shamir ve Leonard M. Adleman: RSA Algoritmasını tanıttılar.

1985 yılında Neal Koblitz ve Victor S.Miller ayrı yaptıkları çalışamalarda eliptik eğri kriptografik (ECC) sistemlerini tanıttılar.

1990 yılında Xuejia Lai ve James Massey IDEA algoritmasını budular.

1991 yılında Phil Zimmerman PGP sistemini geliştirdi ve yayınladı.

1995 yılında SHA-1 (Secure Hash Algorithm) özet algoritması NST tarafından standart olarak yayınlandı.

1997 yılında ABD’nin NIST (National Instite of Standards and Technology) kurumu DES’in yerini alacak bir simetrik algoritma için yarışma açtı.

2001 yılında NIST yarışmasını kazanan Belçikalı Joan Daemen ve Vincent Rijmen’a ait Rijndael algoritması, AES (Advanced Encryption Standard) adıyla standart haline geldi.