Kriptografide Rakipler: Simetrik vs Asimetrik

Modern kriptografik sistemler esasen iki alana ayrılır: simetrik ve asimetrik kriptografi. Simetrik şifreleme, bilgiyi şifrelemek ve şifre çözmek için tek bir anahtar kullanırken, asimetrik kriptografi ilişkili ama farklı iki anahtar kullanır.

Bunları şu şekilde sınıflandırabiliriz:

• Simetrik anahtar kriptografisi
• Simetrik şifreleme
• Asimetrik kriptografi ( veya açık anahtar kriptografisi)
• Asimetrik şifreleme ( veya kamu anahtarı şifrelemesi)
• Dijital imzalar ( şifreleme içerebilir veya içermeyebilir )

Bu makale özellikle simetrik ve asimetrik şifreleme algoritmalarına odaklanmaktadır.

Simetrik şifreleme vs. asimetrik şifreleme

Şifreleme algoritmaları genellikle iki kategoriye ayrılır: simetrik ve asimetrik. Bu yöntemler arasındaki temel fark, simetrik algoritmaların tek bir anahtar kullanması, asimetriklerin ise matematiksel olarak ilişkili iki farklı anahtar kullanmasıdır. Bu görünüşte basit ayrım, her iki şifreleme biçimi ve bunların uygulamaları arasında önemli işlevsel farklılıklar yaratır.

Anahtarlar Arasındaki İlişki

Kriptografide, şifreleme algoritmaları, bilgileri şifrelemek ve şifre çözmek için kullanılan bit dizileri olarak anahtarlar üretir. Bu anahtarların nasıl kullanıldığı, simetrik ve asimetrik yöntemler arasındaki farkı belirler.

Simetrik algoritmalar şifrelemek ve şifre çözmek için aynı anahtarı kullanırken, asimetrik algoritmalar verileri şifrelemek için bir anahtar ve şifre çözmek için farklı bir anahtar kullanır. Asimetrik sistemlerde, şifrelemek için kullanılan anahtar (açık anahtar) serbestçe paylaşılabilirken, şifre çözme anahtarı (özel anahtar) gizli tutulmalıdır.

Örneğin, eğer Alice Bob'a simetrik şifreleme ile korunan bir mesaj gönderirse, ona şifrelemek için kullandığı aynı anahtarı sağlamalıdır. Bu, eğer bir saldırgan bu anahtarı ele geçirirse, şifreli bilgilere erişebileceği anlamına gelir.

Ancak, Alice asimetrik şifreleme kullanıyorsa, mesajı Bob'un açık anahtarıyla şifreleyecek ve yalnızca Bob, özel anahtarıyla bunu çözebilecektir. Böylece, asimetrik şifreleme, birisi mesajları ele geçirip açık anahtarı bulsa bile onunla hiçbir şey yapamayacağı için daha yüksek bir güvenlik seviyesi sağlar.

Anahtar Uzunluğu

Simetrik ve asimetrik şifreleme arasındaki bir diğer önemli fark, anahtarların uzunluğuyla ilgilidir; bu uzunluk bit cinsinden ölçülür ve her algoritmanın güvenlik seviyesine doğrudan bağlıdır.

Simetrik sistemlerde, anahtarlar rastgele seçilir ve standart uzunluğu gereken güvenlik seviyesine göre 128 ile 256 bit arasında değişir. Asimetrik şifrelemede, kamu ve özel anahtarlar arasında matematiksel bir ilişki olmalıdır, bu da belirli bir matematiksel formülle birbirine bağlı oldukları anlamına gelir. Bu nedenle, saldırganlar bu deseni kullanarak şifrelemeyi kırabilir ve dolayısıyla asimetrik anahtarların eşdeğer bir güvenlik seviyesi sağlamak için çok daha uzun olması gerekir. Uzunluktaki fark o kadar önemlidir ki, 128 bitlik bir simetrik anahtar ve 2048 bitlik bir asimetrik anahtar yaklaşık olarak aynı koruma seviyesini sunar.

Avantajlar ve dezavantajlar

Her iki şifreleme türünün de görece avantajları ve dezavantajları vardır. Simetrik algoritmalar çok daha hızlıdır ve daha az hesaplama gücü gerektirir, ancak ana dezavantajı anahtar dağıtımıdır. Aynı anahtar, bilgiyi şifrelemek ve şifre çözmek için kullanıldığından, bu anahtarın erişim ihtiyacı olan herkesle iletilmesi gerekir ki bu da doğal olarak bazı riskler oluşturur.

Asimetrik şifreleme, anahtar dağıtım sorununu, şifrelemek için genel anahtarlar ve çözmek için özel anahtarlar kullanarak çözer. Asimetrik sistemlerin, simetrik sistemlere kıyasla çok daha yavaş olduğu ve anahtar uzunluğu nedeniyle çok daha fazla hesaplama gücü gerektirdiği taahhüdü vardır.

Kullanım durumları

Simetrik şifreleme

Hızlı olması sayesinde, simetrik şifreleme birçok modern bilgisayar sisteminde bilgiyi korumak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, Gelişmiş Şifreleme Standardı (AES), Amerika Birleşik Devletleri hükümeti tarafından gizli bilgileri şifrelemek için kullanılmaktadır. AES, 1970'lerde simetrik şifreleme standardı olarak geliştirilen eski Veri Şifreleme Standardı (DES)'in yerini almıştır.

Asimetrik şifreleme

Asimetrik şifreleme, birçok kullanıcının mesajları veya veri paketlerini şifrelemesi ve şifresini çözmesi gereken sistemlerde uygulanabilir, özellikle hız ve hesaplama gücünün öncelikli olmadığı durumlarda. Böyle bir sistemin basit bir örneği, mesajları şifrelemek için genel anahtarın ve şifrelerini çözmek için özel anahtarın kullanılabileceği şifreli e-posta sistemidir.

Hibrit sistemler

Birçok uygulamada simetrik ve asimetrik şifreleme birlikte kullanılır. Bu hibrit sistemlere iyi bir örnek, internet üzerindeki güvenli iletişim sağlamak için tasarlanmış Security Sockets Layer (SSL) ve Transport Layer Security (TLS) kriptografik protokolleridir. SSL protokolleri şu anda güvensiz olarak kabul edilmektedir ve kullanımları önerilmemektedir. TLS protokolleri ise güvenli kabul edilmekte ve modern web tarayıcıları tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kripto paralarda şifreleme kullanımı

Şifreleme yöntemleri, son kullanıcılar için yüksek bir güvenlik seviyesi sağlamak amacıyla birçok kripto para cüzdanı tarafından kullanılmaktadır. Şifreleme algoritmaları, kullanıcının cüzdan dosyası için bir şifre belirlediğinde uygulanır ve bu şifre yazılıma erişim sağlamak için kullanılır.

Ancak, Bitcoin ve diğer kripto paraların birer kamu ve özel anahtar çifti kullandığı gerçeği nedeniyle, blockchain sistemlerinin asimetrik şifreleme algoritmaları kullandığına dair yaygın bir yanlış anlama bulunmaktadır. Daha önce de belirtildiği gibi, asimetrik şifreleme ve dijital imzalar, asimetrik kriptografinin iki ana kullanım alanıdır (kamu anahtar kriptografisi).

Bu nedenle, dijital imza ile tüm sistemler şifreleme kullanmaz, hatta kamu ve özel anahtarlar sağlasa bile. Aslında, bir mesaj şifreleme kullanmadan dijital olarak imzalanabilir. RSA, şifrelenmiş mesajları imzalamak için kullanılabilecek bir algoritmanın örneğidir, ancak Bitcoin'de kullanılan dijital imza algoritması olan ECDSA şifreleme içermez.

Sonuç

Hem simetrik hem de asimetrik şifreleme, günümüz dijital dünyasında gizli bilgilerin ve iletişimlerin korunmasında önemli roller oynamaktadır. Her iki şifreleme de faydalı olabilir, çünkü her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır, bu nedenle farklı durumlarda uygulanmaktadır. Kriptografi bilimi yeni ve daha ciddi tehditlere karşı korunmak için evrimleşmeye devam ettikçe, simetrik ve asimetrik kriptografik sistemler bilgisayar güvenliği için geçerliliğini koruyacaktır.