Siberle kalın, güvende kalın!

Hazırlayan: Melike Aydın Dijital dünyanın güvenliği, temelde çözülmesi zor matematiksel problemlere dayanır. Bugün bankacılık işlemlerinden devlet sırlarına, kişisel mesajlaşmalardan blokzinciri teknolojisine kadar her şeyi koruyan şifreleme algoritmaları, klasik bilgisayarların makul bir sürede çözemeyeceği varsayımı üzerine kuruludur. Ancak Kuantum Bilgisayarlar, bu güvenli bölgeyi tehdit eden en büyük asimetrik güç olarak karşımıza çıkmaktadır. Kuantum bilgisayarlar henüz günlük hayatta yaygın değil; fakat siber güvenliği “gelecekte” değil, bugünden etkilemeye başlayan bir paradigma değişimini temsil ediyor. Bu yazıda, kuantum bilgisayarların ne olduğu ile başlayacak, ardından mevcut siber güvenlik sistemlerini neden ve nasıl tehdit ettiklerini, savunma tarafının buna nasıl hazırlanması gerektiğini ele alacağız. Kuantum Bilgisayarların Tarihçesi Kuantum bilgisayar fikri, sanılanın aksine son yıllarda ortaya çıkmış bir kavram değil; kökleri 1980’li yıllara uzanan derin bir bilimsel arayışın ürünüdür. 1981 yılında Nobel ödüllü fizikçi Richard Feynman, doğanın klasik fizik kurallarına göre işlemediğini fark etti. Feynman, atom altı dünyayı ve doğayı tam anlamıyla simüle edebilmek için klasik bilgisayarların yetersiz kalacağını belirterek kuantum mekaniği prensipleriyle çalışan yeni bir bilgisayar türüne ihtiyaç duyulduğunu öne sürdü. Onun “Doğa klasik değildir, eğer doğanın simülasyonunu yapmak istiyorsanız, onu kuantum mekaniksel yapmalısınız!” sözü, bu alanın işaret fişeği oldu. Ancak bu teorik yaklaşım, 1994 yılında matematikçi Peter Shor’un devrim niteliğindeki keşfiyle stratejik bir gerçekliğe dönüştü. Shor, geliştirdiği algoritma (Shor Algoritması) ile yeterince güçlü bir kuantum bilgisayarın, günümüz şifreleme sistemlerinin temelini oluşturan matematiksel problemleri şaşırtıcı bir hızla çözebileceğini kanıtladı. Bu an, kuantum bilgisayarların sadece bilimsel bir hesap makinesi değil, aynı zamanda siber güvenlik dengelerini değiştirecek bir güç olduğunun anlaşıldığı andı. Kuantum Bilgisayar Nedir? Klasik Bilgisayarlardan Farkı Nerede Başlar? Klasik bilgisayarların çalışma mimarisi, en temel seviyede “bit” kavramı üzerine kuruludur. Bu dünyada bir bit, herhangi bir anda mutlak bir kesinlikle ya 0’dır ya da 1’dir. Tüm dijital hesaplamalar, bu ikili mantığın (binary) katı kuralları üzerinden ilerler. Dolayısıyla kullandığımız işlemci ne kadar güçlü olursa olsun, sistem deterministik sınırlar içinde kalır ve aynı anda her bit yalnızca tek bir durumu temsil edebilir. Kuantum bilgisayarlar ise bu sınırları aşarak “kübit” (qubit) adı verilen tamamen farklı bir temel birimi kullanır. Bu noktada devreye giren kuantum mekaniği, kuralları kökten değiştirir. “Süperpozisyon” özelliği sayesinde kübitler, klasik bitlerin aksine aynı anda hem 0 hem de 1 durumunda bulunabilirler. Buna ek olarak, “dolanıklık” (entanglement) adı verilen olgu sayesinde, bir kübitin durumu fiziksel mesafeden bağımsız olarak başka bir kübit ile doğrudan ve anlık olarak ilişkilendirilebilir. Bu iki kuantum özelliği bir araya geldiğinde, hesaplama gücünde doğrusal değil; devasa bir sıçrama yaşanır. Kuantum bilgisayarlar; milyonlarca olasılığı tek tek denemek yerine, belirli problemleri klasik bilgisayarlara kıyasla üstel derecede daha hızlı çözme potansiyeline kavuşur. İşte siber güvenlik dünyasını alarma geçiren ve mevcut şifreleme yöntemlerini tehdit eden o kritik kırılma noktası da tam olarak bu işlem kapasitesinin doğduğu yerde ortaya çıkar. Mevcut siber güvenlik sistemlerini neden ve nasıl tehdit ediyorlar? Mevcut siber güvenlik paradigması, “imkansızlık” üzerine değil, klasik bilgisayarların “yetersizliği” üzerine kuruludur. İnternetin omurgasını oluşturan RSA ve Elliptic Curve (ECC) şifreleme sistemleri, devasa sayıları çarpanlarına ayırmanın binlerce yıl süreceği varsayımıyla çalışır. Yani güvenlik duvarımız, matematiksel bir zorluktan ziyade; saldırganın zamanının yetmeyeceği kabulüne emanettir. Ancak kuantum bilgisayarlar bu denkleme dahil olduğunda “zaman” faktörü ortadan kalkar. Shor Algoritması sayesinde, klasik bir süper bilgisayarın evrenin yaşından uzun sürede çözebileceği şifreler, dakikalar içinde çözülebilir matematiksel işlemlere dönüşür. Bu sadece şifreli mesajların okunması değil; dijital imzaların taklit edilebilir hale gelmesi ve internetteki “kimlik doğrulama” güveninin tamamen çökmesi demektir. Stratejik Tehdit: “Şimdi Kaydet, Sonra Çöz” (HNDL) Kuantum bilgisayarların henüz laboratuvarda olması, “tehdidin uzak bir gelecekte olduğu” yanılgısını yaratır. Oysa siber savaşta cephe çoktan açılmıştır. Bu stratejiye “Şimdi Kaydet, Sonra Çöz” (Harvest Now, Decrypt Later – HNDL) adı verilir. Saldırganlar, bugün şifresini kıramadıkları stratejik verileri (devlet sırları, ticari patentler, genomik veriler) çalarak depolamaktadır. Amaçları, 5-10 yıl sonra güçlü bir kuantum bilgisayar erişilebilir olduğunda bu verileri geçmişe dönük olarak çözmektir. Dolayısıyla, eğer koruduğunuz verinin gizlilik ömrü kuantum teknolojisinin gelişinden daha uzunsa, teknik olarak bugün güvenlik açığınız var demektir. Bugün gönderilen “güvenli” bir mesaj, aslında gelecekteki bir kuantum ekranında okunmayı bekleyen açık bir mektuptur. Savunma Stratejisi: Post-Kuantum Kriptografi (PQC) ve Kripto-Çeviklik Kuantum tehdidi karşısında savunma dünyası çaresiz değildir. Bu asimetrik gücü dengelemek için geliştirilen çözümün adı Post-Kuantum Kriptografi (PQC)’dir. Başta ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) olmak üzere küresel otoriteler, kuantum bilgisayarların süperpozisyon yeteneğiyle bile çözmekte zorlanacağı yeni matematiksel standartlar belirlemektedir. Bu yeni nesil algoritmalar (örneğin Kafes Tabanlı Kriptografi), asal sayı çarpanlarına ayırma problemi yerine, çok boyutlu uzaylardaki karmaşık vektör problemlerine dayanır. Bu matematiksel yapılar, kuantum bilgisayarların işlem gücü avantajını nötralize edecek şekilde tasarlanmıştır. Ancak sadece algoritma değiştirmek yeterli değildir; kurumların mimari bir esneklik kazanması, yani “Kripto-Çeviklik” (Crypto-Agility) yeteneğine sahip olması şarttır. Kripto-çeviklik, bir şifreleme algoritması kırıldığında veya zayıfladığında, tüm donanım altyapısını değiştirmeye gerek kalmadan, hızlıca yeni ve güvenli bir algoritmaya geçebilme yeteneğidir. Geleceğin siber güvenlik mimarisi, statik ve kalıcı şifreler yerine; tehdidin boyutuna göre anında güncellenebilen bu dinamik yapılar üzerine kurulacaktır. Son olarak, geçiş sürecindeki riskleri minimize etmek için “Hibrit Şifreleme” modeli benimsenmelidir. Bu yaklaşım, verilerin hem yıllardır güvenilirliği kanıtlanmış klasik algoritmalarla (RSA/ECC) hem de yeni nesil post-kuantum algoritmalarıyla katmanlı olarak şifrelenmesini öngörür. Böylece, yeni algoritmaların olası teorik zafiyetlerine karşı klasik yöntemlerin güvencesi korunurken kuantum tehdidine karşı da gelecek odaklı bir kalkan oluşturulmuş olur. Özellikle “Şimdi Kaydet, Sonra Çöz” tehdidine maruz kalabilecek uzun ömürlü veriler için bu hibrit yapı, bir tercih değil stratejik bir zorunluluktur. Kaynakça https://www.ibm.com/quantum/learn/what-is-quantum-computing https://www.scientificamerican.com/article/feynmans-quantum-computer  https://www.nature.com/articles/npjqi201523 https://www.cloudflare.com/learning/ssl/quantum-computing-and-cryptography https://www.ibm.com/topics/quantum-safe-cryptography  https://csrc.nist.gov/projects/post-quantum-cryptography https://www.nist.gov/pqcrypto https://www.enisa.europa.eu/publications/post-quantum-cryptography-current-state-and-quantum-mitigation https://www.cloudflare.com/learning/ssl/what-is-post-quantum-cryptography/ ChatGPT: Bilgi ve içerik oluşturma için OpenAI tarafından geliştirilen ChatGPT modeli kullanılmıştır. Gemini AI – Blog içeriği oluşturulurken veri analizi ve örnek senaryolar için Gemini AI kaynaklarından yararlanılmıştır.