Blockchain teknolojisi, günümüzün dijital çağında, finansal işlemlerden veri güvenliğine kadar her şeyi dönüştüren, oyunun kurallarını değiştiren bir atılım olarak ortaya çıktı. İşlemleri korumak ve doğrulamak için blockchain karmaşık şifreleme algoritmalarına dayanır. Ancak kuantum bilişimin ortaya çıkışıyla birlikte yeni bir teknolojik devrime yaklaştıkça, mevcut şifreleme standartlarının dayanıklılığı sorgulanmaya başlandı.
Eşsiz işleme kapasitesiyle kuantum hesaplama, blockchain güvenliğinin temelini oluşturan geleneksel şifreleme protokollerini kırma potansiyeline sahiptir. Yaklaşan bu tehdit, yeni bir kriptografi çağının yaratılmasını gerektiriyor: Kuantum Sonrası Kriptografi (PQC). Bu yeni alanı keşfederken, blockchain kriptografisinin ilkelerini ve kuantum hesaplamanın dijital güvenlik ortamını nasıl dönüştürebileceğini kavramak kritik önem taşıyor.
Takip eden bölümlerde blockchaindeki kriptografinin mevcut durumuna, kuantum hesaplamanın yıkıcı etkisine ve kuantum sonrası kriptografinin dijital geleceğimizi korumanın anahtarı olabileceğine bakacağız.
Mevcut dijital işlemlerin ve veri güvenliğinin omurgasını oluşturan blockchain teknolojisi, bütünlüğünü ve güvenliğini korumak için çeşitli kriptografik yaklaşımlardan yararlanıyor. Bu yaklaşımlar kabaca üç türe ayrılır: Simetrik anahtar şifrelemesi, asimetrik anahtar şifrelemesi ve karma işlevleri; bunların her biri blockchain ekosisteminde ayrı bir rol oynar.
Simetrik Anahtarlı Şifreleme, hem şifreleme hem de şifre çözme için tek bir anahtar kullanır. Bu yaklaşımın veri şifrelemedeki etkinliği iyi bilinmektedir. Hızlı ve etkili şifreleme sağlamasına rağmen Simetrik Anahtar Kriptografisi, anahtarın gönderici ve alıcı arasında güvenli bir şekilde iletilmesindeki zorluklar nedeniyle blockchain'de daha az yaygındır. Bu kısıtlama, güven ve güvenliğin kritik olduğu blockchain gibi merkezi olmayan bir sistemde kritik öneme sahiptir.
Devamını Okuyun: https://www.gate.io/learn/articles/what-is-simetrik-key-cryptography/305
Asimetrik Anahtar Kriptografisi, simetrik yaklaşımların aksine iki anahtar kullanır: şifreleme için genel anahtar ve şifre çözme için özel anahtar. Çok sayıda taraf arasında güvenli veri paylaşımına izin verme potansiyeli nedeniyle bu yaklaşım, blockchain uygulamalarında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Simetrik anahtar yaklaşımlarından daha yavaş olmasına rağmen daha fazla ölçeklenebilirlik ve güvenlik sağlayarak, bitcoin işlemleri gibi taraflar arasında güvenin önemli olduğu durumlarda hayati önem taşıyor.
Devamını Okuyun: https://www.gate.io/learn/articles/what-are-asimetrikkey-algorithms/32
Hash fonksiyonları, anahtar gerektirmediğinden blockchain teknolojisi için çok önemlidir. Bunun yerine, düz metni sabit uzunlukta bir karma değerine dönüştürerek verilerin bütünlüğünü ve güvenliğini sağlarlar. Bu işlevler, güvenli ve güvenilir bir blockchain ortamı oluşturmada kritik öneme sahiptir. Blok zincirindeki blokları birbirine bağlamada kritik öneme sahiptirler ve her bloğun öncekine güvenli ve değişmez bir şekilde bağlanmasını garanti ederler.
Blockchain kriptografisi çok çeşitlidir; her teknik, blockchain ağlarının genel güvenliğine, güvenilirliğine ve işleyişine katkıda bulunan farklı işlevleri yerine getirir. Blockchain'de kriptografinin kullanıldığı en yaygın alanlardan bazıları şunlardır.
Kuantum hesaplama, bilgisayar teknolojisinde, normal hesaplamadan temel olarak farklı olan büyük bir ilerlemedir. Normal bilgisayarlar bilgiyi işlemek için bitleri (0'lar ve 1'ler) kullanırken, kuantum bilgisayarlar kuantum bitleri veya kubitleri kullanır. Kuantum mekaniğinin temel fikirleri olan süperpozisyon ve dolaşma yasaları nedeniyle bu kübitler aynı anda birden fazla durumda var olabilir. Bu, kuantum bilgisayarların, günümüzün en güçlü süper bilgisayarlarının yeteneklerini önemli ölçüde aşan, inanılmaz hızlarda büyük miktarda veriyi işlemesine olanak tanır.
Kuantum hesaplamanın birçok endüstri üzerindeki potansiyel etkisi, özellikle karmaşık problem çözme ve veri işleme gerektiren alanlarda çok büyüktür. Ancak en büyük yıkıcı potansiyeli, mevcut şifreleme yaklaşımlarına meydan okuma yeteneğinde yatmaktadır. Kriptografi, artık normal bilgi işlem kullanılarak çözülmesi zor veya mümkün olmayan matematiksel konulara önemli ölçüde dayanmaktadır. Güçlü işleme yetenekleriyle kuantum hesaplama, mevcut şifreleme yaklaşımlarını çözme tehdidinde bulunuyor ve blockchain teknolojisi de dahil olmak üzere birçok sistem için büyük bir güvenlik riski oluşturuyor.
Kaynak: https://cybersecurityglossary.com/rivest-shamir-adleman-rsa/
Büyük asal sayıları çarpanlarına ayırmanın zorluğu, yaygın olarak kullanılan bir genel anahtar şifreleme sistemi olan RSA şifrelemesinin temelidir. Birçok dijital güvenlik protokolü bu şifreleme yaklaşımına dayanır. Kuantum bilgisayarlar, RSA şifrelemesini geleneksel bilgisayarlardan çok daha hızlı kırabilir. Shor'un algoritması gibi özellikle kuantum bilgisayarlar için oluşturulan algoritmalar, RSA şifrelemesinin sağladığı güvenlikten ödün vererek asal çarpanlara ayırma sorunlarını hızlı bir şekilde çözebilir.
Büyük asal sayıları çarpanlarına ayırmanın zorluğu, yaygın olarak kullanılan bir genel anahtar şifreleme sistemi olan RSA şifrelemesinin temelidir. Birçok dijital güvenlik protokolü bu şifreleme yaklaşımına dayanır. Kuantum bilgisayarlar, RSA şifrelemesini geleneksel bilgisayarlardan çok daha hızlı kırma yeteneğine sahiptir. Shor'un algoritması gibi özellikle kuantum bilgisayarlar için oluşturulan algoritmalar, RSA şifrelemesinin sağladığı güvenlikten ödün vererek asal çarpanlara ayırma sorunlarını hızlı bir şekilde çözebilir.
SHA-256 gibi şifreleme karma işlevleri, veri bütünlüğü ve kimlik doğrulama açısından kritik öneme sahiptir. Blockchain de dahil olmak üzere çok çeşitli kriptografik uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. Hash fonksiyonlarının kuantum saldırılarına karşı daha dayanıklı olduğu düşünülse de tamamen bağışık değiller. Grover'ın tekniği gibi çarpışma saldırıları, RSA veya ECC üzerindeki etkisinden daha az dramatik olsa da, bir karmanın giriş verilerini tanımlama sürecini teorik olarak hızlandırabilir.
Kuantum Sonrası Kriptografi (PQC), kuantum bilgisayar saldırısına karşı güvenli olduğu düşünülen şifreleme algoritmalarını ifade eder. Kuantum hesaplama ilerledikçe, dijital iletişim ve verilerin güvenliği için kritik öneme sahip olan geleneksel kriptografi algoritmaları için önemli bir tehdit oluşturuyor. Bu yakın tehdit, kuantum bilgisayarların gelişmiş yetenekleri karşısında bile güvenli kriptografik sistemler yaratmaya çalışan PQC'nin gelişimini hızlandırdı.
PQC, kriptografide (kuantum anahtar dağıtımında olduğu gibi) kuantum teknolojisinin kullanımını içermez, bunun yerine klasik (kuantum olmayan) bilgisayarların hala çalıştırabileceği ancak kuantum bilgisayarların kolayca kıramayacağı algoritmaların geliştirilmesini içerir. PQC'nin önemi, hassas verileri ve iletişimleri gelecekteki kuantum saldırılarına karşı korumadaki potansiyel rolünden kaynaklanmaktadır; bu, ulusal güvenlik, finans ve kişisel verilerin korunması da dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde uzun vadeli güvenliğin sağlanması için kritik öneme sahiptir.
Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), PQC algoritmalarının geliştirilmesinde ve standardizasyonunda son derece önemlidir. Kuantum tehdidini erkenden fark eden Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), bir veya daha fazla kuantum dirençli açık anahtarlı şifreleme algoritmasını talep etmek, değerlendirmek ve standartlaştırmak için bir prosedür başlattı. Amaç sadece kuantum saldırılarına dayanabilecek algoritmalar geliştirmek değil, aynı zamanda bunların verimli ve kolay yürütülebilir olmasını sağlamaktır.
NIST, çeşitli kriptografik yaklaşımlara odaklanarak, alınan birçok başvuru arasından daha ileri değerlendirme için yedi algoritma seçti. En son güncellemelere göre dört tür algoritma oldukça umut verici:
Kafes Tabanlı Kriptografi: Bu algoritmalar, yüksek boyutlu bir kafeste en kısa veya en yakın vektörün bulunmasını içeren kafes problemlerine dayanmaktadır. Kuantum bilgisayarlar için bile çözülmesi zor kabul ediliyor. Örnekler arasında Hatalarla Öğrenme (LWE) sorunu ve onun çeşitleri yer alır.
Kod Tabanlı Kriptografi: Hata düzelten kodlardan kaynaklanan bu algoritmalar, genel bir doğrusal kodun kodunun çözülmesinin sertliğine dayanmaktadır. Onlarca yıldır üzerinde çalışılıyor ve kuantum saldırılarına karşı dirençleriyle biliniyorlar.
Çok Değişkenli Polinom Kriptografisi: Bu algoritmalar, bilinen zor bir problem olan çok değişkenli polinom sistemlerinin çözülmesini içerir. Verimlilikleri ve tuşların küçük boyutları nedeniyle çekicidirler.
Karma Tabanlı Şifreleme: Bu, karma işlevlerini kullanarak dijital imzalar oluşturmayı içerir. Bu algoritmaların güvenliği, hash fonksiyonlarının çarpışma, ön görüntü ve ikinci görüntü öncesi saldırılara karşı direncinden kaynaklanmaktadır.
Mevcut Blockchain Altyapısıyla Entegrasyon: Seçilen PQC algoritmalarının mevcut blockchain sistemleriyle uyumlu olması gerekir; bu da bunların entegrasyonunun ve dağıtımının dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
Blockchain Ağlarının Uzun Vadeli Yaşayabilirliğini Sağlamak: Blockchain teknolojisi gelişmeye ve geniş çapta benimsenmeye devam ettikçe, PQC'nin entegrasyonu kuantum tehditlerine karşı dayanıklılığın sağlanmasında kritik öneme sahip olacaktır.
Performans ve Güvenliği Dengelemek: Birçok blockchain ağının kaynak kısıtlamaları göz önüne alındığında, seçilen PQC algoritmalarının hesaplama verimliliği ile sağlam güvenlik arasında bir denge kurması gerekir.
PQC, kriptografik sistemleri kuantum bilişim tehditlerinden korumaya yönelik proaktif bir tekniktir. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün (NIST) PQC algoritmalarının standartlaştırılmasına dahil edilmesi, blockchain de dahil olmak üzere çok sayıda teknolojinin gelecekteki güvenliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu algoritmaların benimsenmesi, kuantum sonrası gelecekte blockchain ağlarının uzun vadeli güvenliği ve hayatta kalması açısından kritik öneme sahip olacaktır.
Kuantum hesaplamanın yaklaşmasıyla birlikte, PQC'nin blockchain'e dahil edilmesi, uzun vadeli güvenliğin sağlanması açısından kritik öneme sahiptir. Blockchain teknolojileri, finansal işlemler ve kimlik yönetimi de dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesinde giderek daha fazla kullanıldığı için bu kritik bir öneme sahiptir. Blockchain'in güven modeli kriptografik güvenliğine dayanmaktadır. PQC, işlemlerin ve verilerin kuantum tehditlerine karşı güvende olmasını garanti ederek güvenin korunması açısından kritik öneme sahiptir.
PQC algoritmalarının hesaplama ihtiyaçlarını karşılamak için blockchain ağındaki düğümler donanım yükseltmeleri gerektirebilir. Buna daha hızlı CPU'lar ve daha büyük bellek kapasiteleri dahildir. PQC algoritmalarını desteklemek için, Donanım Güvenlik Modülleri (HSM'ler) gibi özel şifreleme donanımlarının, güvenli anahtar üretimi, depolama ve yönetim sağlayacak şekilde değiştirilmesi veya değiştirilmesi gerekebilir.
Blok zincirinde depolanan veriler için PQC'ye geçiş, kuantum dirençli şifreleme tekniklerinin benimsenmesini gerektirir. Bu, daha büyük şifrelenmiş veri yükleri ve bunun sonucunda da veri depolama ve işleme prosedürlerinde değişiklikler anlamına gelebilir. Hash fonksiyonları genel olarak kuantum dirençli olsa da kuantum saldırılarına karşı güvenliklerini değerlendirmek kritik önem taşıyor. Gerekli herhangi bir güncelleme, blockchain'in veri bütünlüğünün tehlikeye atılmamasını sağlamayı içerecektir.
PQC yalnızca işlem verilerini değil aynı zamanda düğümler arasındaki iletişim bağlantılarını da güvence altına almalıdır. Buna, yeni protokollerin geliştirilmesini veya mevcut protokollerin yükseltilmesini gerektirebilecek aktarım sırasında veri şifreleme ve ağ isteği kimlik doğrulaması da dahildir.
PQC'yi etkinleştirmek için blockchain konsensüs yöntemlerinin (İş Kanıtı veya Hisse Kanıtı gibi) değiştirilmesi gerekebilir. Blokların doğrulanma ve blok zincirine eklenme şeklindeki değişiklikler, fikir birliği sürecinin kuantum tehditleri karşısında kurcalamaya karşı dayanıklı kalmasını sağlamak için uygulanabilir.
PQC'nin kullanımı, blockchain ağı katılımının hesaplama dinamiklerini değiştirebilir. Teşvikleri yeni güvenlik protokolleriyle uyumlu hale getirmek için madencilere veya doğrulayıcılara yönelik ödül yapılarının yeniden değerlendirilmesi gerekebilir.
Blockchain operasyonlarında sıklıkla temel olan akıllı sözleşmeler, kuantum sonrası dünyada kriptografik güvenlik açısından incelenmelidir. PQC algoritmalarını kullanmak için geliştiricilerin yeni sözleşmeler oluşturması veya mevcut sözleşmeleri değiştirmesi, böylece bunların yürütülmesinin kuantum saldırılarına karşı güvenli kalmasını sağlaması gerekebilir.
Gelecekteki şifreleme standartlarını desteklemek için cüzdanlar ve değişim platformları gibi son kullanıcı uygulamalarının ve arayüzlerinin güncellenmesi gerekecektir. Buna, API'lerin yeni anahtar formatlarını ve şifreleme teknolojilerini işleyebilme kapasitesinin sağlanması ve kullanıcı arayüzlerinin, kullanıcıları yeni güvenlik süreçleri boyunca kolayca yönlendirecek şekilde oluşturulması da dahildir.
Quantum Resistant Ledger (QRL), kuantum sonrası kriptografiyi blockchain teknolojisine dahil eden dikkate değer bir gerçek zamanlı projedir. QRL, kuantum hesaplama saldırılarına karşı dayanıklı olacak şekilde özel olarak geliştirilmiş bir blockchain teknolojisidir. Bu proje, red4sec ve x41 D-sec denetimleriyle doğrulandığı gibi, mutlak güvenliği sağlamak için kuantum sonrası hesaplama yöntemlerini kullanması açısından dikkate değerdir.
Kaynak: https://www.theqrl.org/
QRL Projesinin Temel Özellikleri:
QRL, her ikisi de şu anda geliştirilmekte olan akıllı sözleşmeleri ve hisse senedi kanıtı konsensüs yöntemini uygulamayı planlıyor. Bir geliştirici merkezinin oluşturulmasının, projenin geliştirme çıktısını önemli ölçüde artıracağı öngörülüyor. Bu araştırma, artan kuantum bilgisayar yetenekleri karşısında güvenlik ve uzun ömürlülük sağlayarak, blockchain teknolojisinin kuantum dirençli özellikleri içerecek şekilde nasıl genişleyebileceğini gösteriyor. QRL projesi kendisini geleceğe hazır, zengin özelliklere sahip bir blockchain çözümü olarak tanıtıyor ve blockchain sektöründe artan teknik zorlukları ve olasılıkları tahmin etmenin ve bunlara tepki vermenin önemini vurguluyor.
Kuantum Güvenli Güvenlik Çalışma Grubu (QSWG): Bu çalışma grubu, kuantum güvenli kriptografi için standartlar ve en iyi uygulamaları üretmek amacıyla üst düzey teknoloji şirketleri ve araştırma enstitüleri tarafından oluşturuldu. QSWG, kuantum dirençli kriptografi tekniklerine geçişle ilgili zorlukları çözmek için küresel olarak çalışıyor.
Avrupa Kuantum Amiral Gemisi: Avrupa Kuantum Amiral Gemisi , kuantum teknolojisinin, özellikle kuantum güvenli kriptografi çözümlerinin geliştirilmesine adanmış akademik, endüstriyel ve hükümet gruplarından oluşan bir koalisyondur. Başta blockchain sistemleri olmak üzere çeşitli teknolojileri mevcut altyapılara entegre etmenin yollarını araştırıyorlar.
IBM'in Kuantum Güvenli Blok Zinciri: IBM, kuantum hesaplama araştırmalarında öncü olarak blockchain platformları için kuantum açısından güvenli kriptografik çözümler yaratıyor. Araştırmaları, etkili ve mevcut sistemlerle uyumlu kalarak kuantum saldırılarına dayanabilen algoritmalar geliştirmeye odaklanıyor.
Google'ın Kuantum Bilişim Araştırması: Google, kuantum bilişimi ve bunun kriptografiye olan etkilerini aktif olarak araştırıyor. Gelecekteki kuantum tehditlerine karşı korunmak için blockchain teknolojisine entegre edilebilecek yeni şifreleme protokollerini araştırıyorlar.
Kuantuma Dirençli Algoritma Geliştirme: Çeşitli kurumlardan araştırmacılar, kuantum bilgisayar saldırılarına karşı etkili olduğu düşünülen kafes tabanlı kriptografi gibi gelişmiş kuantum dirençli algoritmalar üzerinde çalışıyor. Bu algoritmalar blockchain ağlarına olası dahil edilme açısından değerlendiriliyor.
Sağlık Hizmetleri Blockchain Adaptasyonu: Güvenli hasta verileri yönetimi için blockchain kullanan sağlık kuruluşları PQC çözümlerini test etmeye başlıyor. Bu kuruluşlar özellikle hassas sağlık verilerinin gelecekteki kuantum bilişim tehditlerinden korunması konusunda endişe duymaktadır.
Devlet Hizmetleri ve Blok Zinciri Güvenliği: Dünyanın her yerindeki çeşitli devlet kurumları, uzun vadeli veri güvenliği ve bütünlüğünü sağlamak amacıyla PQC'yi dahil etme hedefiyle kamu hizmetleri için blok zinciri projelerini test ediyor.
Kuantum hesaplamanın gelişiyle müjdelenen yeni bir teknolojik çağın şafağına yaklaşırken, Kuantum Sonrası Kriptografinin (PQC) blockchain teknolojisine dahil edilmesi önemli bir çaba olarak ortaya çıkıyor. Bu makale, blockchain'in kriptografik temellerini, kuantum hesaplamanın yakın tehdidini ve PQC'nin blockchain'i gelecekteki bu sorunlara karşı güçlendirmedeki kritik rolünü ele aldı.
Simetrik ve asimetrik anahtar kriptografisinden hash fonksiyonlarına kadar artık blockchain'de kullanılan birçok kriptografik yöntemin araştırılması, kuantum tehlikesinin anlaşılmasına yönelik çerçeveyi oluşturmuştur. Kuantum hesaplamanın standart kriptografi protokollerini bozma potansiyeli, kuantum dirençli algoritmalara geçişin önemini vurguluyor. PQC'nin araştırılması, kuantum sonrası dünyada blockchain teknolojisini güvence altına almanın bir yolunu sağlayan bir umut ışığıdır.
Küresel girişimlerden ticari atılımlara kadar uzanan gerçek dünya uygulamaları ve vaka çalışmaları, PQC'nin sektörler arasında benimsenmesine yönelik koordineli bir çabayı göstermektedir. Bu örnekler yalnızca akademik ilkelerin pratik uygulamasını göstermekle kalmıyor, aynı zamanda bu dönüşümün içerdiği zorlukları ve öğrenme eğrilerini de vurguluyor. Kuantum dirençli blok zincirine geçiş, sağlık hizmetlerinden devlet hizmetlerine kadar çeşitli sektörlerde ilgi kazanıyor.
Blockchain teknolojisi, günümüzün dijital çağında, finansal işlemlerden veri güvenliğine kadar her şeyi dönüştüren, oyunun kurallarını değiştiren bir atılım olarak ortaya çıktı. İşlemleri korumak ve doğrulamak için blockchain karmaşık şifreleme algoritmalarına dayanır. Ancak kuantum bilişimin ortaya çıkışıyla birlikte yeni bir teknolojik devrime yaklaştıkça, mevcut şifreleme standartlarının dayanıklılığı sorgulanmaya başlandı.
Eşsiz işleme kapasitesiyle kuantum hesaplama, blockchain güvenliğinin temelini oluşturan geleneksel şifreleme protokollerini kırma potansiyeline sahiptir. Yaklaşan bu tehdit, yeni bir kriptografi çağının yaratılmasını gerektiriyor: Kuantum Sonrası Kriptografi (PQC). Bu yeni alanı keşfederken, blockchain kriptografisinin ilkelerini ve kuantum hesaplamanın dijital güvenlik ortamını nasıl dönüştürebileceğini kavramak kritik önem taşıyor.
Takip eden bölümlerde blockchaindeki kriptografinin mevcut durumuna, kuantum hesaplamanın yıkıcı etkisine ve kuantum sonrası kriptografinin dijital geleceğimizi korumanın anahtarı olabileceğine bakacağız.
Mevcut dijital işlemlerin ve veri güvenliğinin omurgasını oluşturan blockchain teknolojisi, bütünlüğünü ve güvenliğini korumak için çeşitli kriptografik yaklaşımlardan yararlanıyor. Bu yaklaşımlar kabaca üç türe ayrılır: Simetrik anahtar şifrelemesi, asimetrik anahtar şifrelemesi ve karma işlevleri; bunların her biri blockchain ekosisteminde ayrı bir rol oynar.
Simetrik Anahtarlı Şifreleme, hem şifreleme hem de şifre çözme için tek bir anahtar kullanır. Bu yaklaşımın veri şifrelemedeki etkinliği iyi bilinmektedir. Hızlı ve etkili şifreleme sağlamasına rağmen Simetrik Anahtar Kriptografisi, anahtarın gönderici ve alıcı arasında güvenli bir şekilde iletilmesindeki zorluklar nedeniyle blockchain'de daha az yaygındır. Bu kısıtlama, güven ve güvenliğin kritik olduğu blockchain gibi merkezi olmayan bir sistemde kritik öneme sahiptir.
Devamını Okuyun: https://www.gate.io/learn/articles/what-is-simetrik-key-cryptography/305
Asimetrik Anahtar Kriptografisi, simetrik yaklaşımların aksine iki anahtar kullanır: şifreleme için genel anahtar ve şifre çözme için özel anahtar. Çok sayıda taraf arasında güvenli veri paylaşımına izin verme potansiyeli nedeniyle bu yaklaşım, blockchain uygulamalarında giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Simetrik anahtar yaklaşımlarından daha yavaş olmasına rağmen daha fazla ölçeklenebilirlik ve güvenlik sağlayarak, bitcoin işlemleri gibi taraflar arasında güvenin önemli olduğu durumlarda hayati önem taşıyor.
Devamını Okuyun: https://www.gate.io/learn/articles/what-are-asimetrikkey-algorithms/32
Hash fonksiyonları, anahtar gerektirmediğinden blockchain teknolojisi için çok önemlidir. Bunun yerine, düz metni sabit uzunlukta bir karma değerine dönüştürerek verilerin bütünlüğünü ve güvenliğini sağlarlar. Bu işlevler, güvenli ve güvenilir bir blockchain ortamı oluşturmada kritik öneme sahiptir. Blok zincirindeki blokları birbirine bağlamada kritik öneme sahiptirler ve her bloğun öncekine güvenli ve değişmez bir şekilde bağlanmasını garanti ederler.
Blockchain kriptografisi çok çeşitlidir; her teknik, blockchain ağlarının genel güvenliğine, güvenilirliğine ve işleyişine katkıda bulunan farklı işlevleri yerine getirir. Blockchain'de kriptografinin kullanıldığı en yaygın alanlardan bazıları şunlardır.
Kuantum hesaplama, bilgisayar teknolojisinde, normal hesaplamadan temel olarak farklı olan büyük bir ilerlemedir. Normal bilgisayarlar bilgiyi işlemek için bitleri (0'lar ve 1'ler) kullanırken, kuantum bilgisayarlar kuantum bitleri veya kubitleri kullanır. Kuantum mekaniğinin temel fikirleri olan süperpozisyon ve dolaşma yasaları nedeniyle bu kübitler aynı anda birden fazla durumda var olabilir. Bu, kuantum bilgisayarların, günümüzün en güçlü süper bilgisayarlarının yeteneklerini önemli ölçüde aşan, inanılmaz hızlarda büyük miktarda veriyi işlemesine olanak tanır.
Kuantum hesaplamanın birçok endüstri üzerindeki potansiyel etkisi, özellikle karmaşık problem çözme ve veri işleme gerektiren alanlarda çok büyüktür. Ancak en büyük yıkıcı potansiyeli, mevcut şifreleme yaklaşımlarına meydan okuma yeteneğinde yatmaktadır. Kriptografi, artık normal bilgi işlem kullanılarak çözülmesi zor veya mümkün olmayan matematiksel konulara önemli ölçüde dayanmaktadır. Güçlü işleme yetenekleriyle kuantum hesaplama, mevcut şifreleme yaklaşımlarını çözme tehdidinde bulunuyor ve blockchain teknolojisi de dahil olmak üzere birçok sistem için büyük bir güvenlik riski oluşturuyor.
Kaynak: https://cybersecurityglossary.com/rivest-shamir-adleman-rsa/
Büyük asal sayıları çarpanlarına ayırmanın zorluğu, yaygın olarak kullanılan bir genel anahtar şifreleme sistemi olan RSA şifrelemesinin temelidir. Birçok dijital güvenlik protokolü bu şifreleme yaklaşımına dayanır. Kuantum bilgisayarlar, RSA şifrelemesini geleneksel bilgisayarlardan çok daha hızlı kırabilir. Shor'un algoritması gibi özellikle kuantum bilgisayarlar için oluşturulan algoritmalar, RSA şifrelemesinin sağladığı güvenlikten ödün vererek asal çarpanlara ayırma sorunlarını hızlı bir şekilde çözebilir.
Büyük asal sayıları çarpanlarına ayırmanın zorluğu, yaygın olarak kullanılan bir genel anahtar şifreleme sistemi olan RSA şifrelemesinin temelidir. Birçok dijital güvenlik protokolü bu şifreleme yaklaşımına dayanır. Kuantum bilgisayarlar, RSA şifrelemesini geleneksel bilgisayarlardan çok daha hızlı kırma yeteneğine sahiptir. Shor'un algoritması gibi özellikle kuantum bilgisayarlar için oluşturulan algoritmalar, RSA şifrelemesinin sağladığı güvenlikten ödün vererek asal çarpanlara ayırma sorunlarını hızlı bir şekilde çözebilir.
SHA-256 gibi şifreleme karma işlevleri, veri bütünlüğü ve kimlik doğrulama açısından kritik öneme sahiptir. Blockchain de dahil olmak üzere çok çeşitli kriptografik uygulamalarda yaygın olarak kullanılırlar. Hash fonksiyonlarının kuantum saldırılarına karşı daha dayanıklı olduğu düşünülse de tamamen bağışık değiller. Grover'ın tekniği gibi çarpışma saldırıları, RSA veya ECC üzerindeki etkisinden daha az dramatik olsa da, bir karmanın giriş verilerini tanımlama sürecini teorik olarak hızlandırabilir.
Kuantum Sonrası Kriptografi (PQC), kuantum bilgisayar saldırısına karşı güvenli olduğu düşünülen şifreleme algoritmalarını ifade eder. Kuantum hesaplama ilerledikçe, dijital iletişim ve verilerin güvenliği için kritik öneme sahip olan geleneksel kriptografi algoritmaları için önemli bir tehdit oluşturuyor. Bu yakın tehdit, kuantum bilgisayarların gelişmiş yetenekleri karşısında bile güvenli kriptografik sistemler yaratmaya çalışan PQC'nin gelişimini hızlandırdı.
PQC, kriptografide (kuantum anahtar dağıtımında olduğu gibi) kuantum teknolojisinin kullanımını içermez, bunun yerine klasik (kuantum olmayan) bilgisayarların hala çalıştırabileceği ancak kuantum bilgisayarların kolayca kıramayacağı algoritmaların geliştirilmesini içerir. PQC'nin önemi, hassas verileri ve iletişimleri gelecekteki kuantum saldırılarına karşı korumadaki potansiyel rolünden kaynaklanmaktadır; bu, ulusal güvenlik, finans ve kişisel verilerin korunması da dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde uzun vadeli güvenliğin sağlanması için kritik öneme sahiptir.
Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), PQC algoritmalarının geliştirilmesinde ve standardizasyonunda son derece önemlidir. Kuantum tehdidini erkenden fark eden Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), bir veya daha fazla kuantum dirençli açık anahtarlı şifreleme algoritmasını talep etmek, değerlendirmek ve standartlaştırmak için bir prosedür başlattı. Amaç sadece kuantum saldırılarına dayanabilecek algoritmalar geliştirmek değil, aynı zamanda bunların verimli ve kolay yürütülebilir olmasını sağlamaktır.
NIST, çeşitli kriptografik yaklaşımlara odaklanarak, alınan birçok başvuru arasından daha ileri değerlendirme için yedi algoritma seçti. En son güncellemelere göre dört tür algoritma oldukça umut verici:
Kafes Tabanlı Kriptografi: Bu algoritmalar, yüksek boyutlu bir kafeste en kısa veya en yakın vektörün bulunmasını içeren kafes problemlerine dayanmaktadır. Kuantum bilgisayarlar için bile çözülmesi zor kabul ediliyor. Örnekler arasında Hatalarla Öğrenme (LWE) sorunu ve onun çeşitleri yer alır.
Kod Tabanlı Kriptografi: Hata düzelten kodlardan kaynaklanan bu algoritmalar, genel bir doğrusal kodun kodunun çözülmesinin sertliğine dayanmaktadır. Onlarca yıldır üzerinde çalışılıyor ve kuantum saldırılarına karşı dirençleriyle biliniyorlar.
Çok Değişkenli Polinom Kriptografisi: Bu algoritmalar, bilinen zor bir problem olan çok değişkenli polinom sistemlerinin çözülmesini içerir. Verimlilikleri ve tuşların küçük boyutları nedeniyle çekicidirler.
Karma Tabanlı Şifreleme: Bu, karma işlevlerini kullanarak dijital imzalar oluşturmayı içerir. Bu algoritmaların güvenliği, hash fonksiyonlarının çarpışma, ön görüntü ve ikinci görüntü öncesi saldırılara karşı direncinden kaynaklanmaktadır.
Mevcut Blockchain Altyapısıyla Entegrasyon: Seçilen PQC algoritmalarının mevcut blockchain sistemleriyle uyumlu olması gerekir; bu da bunların entegrasyonunun ve dağıtımının dikkatli bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir.
Blockchain Ağlarının Uzun Vadeli Yaşayabilirliğini Sağlamak: Blockchain teknolojisi gelişmeye ve geniş çapta benimsenmeye devam ettikçe, PQC'nin entegrasyonu kuantum tehditlerine karşı dayanıklılığın sağlanmasında kritik öneme sahip olacaktır.
Performans ve Güvenliği Dengelemek: Birçok blockchain ağının kaynak kısıtlamaları göz önüne alındığında, seçilen PQC algoritmalarının hesaplama verimliliği ile sağlam güvenlik arasında bir denge kurması gerekir.
PQC, kriptografik sistemleri kuantum bilişim tehditlerinden korumaya yönelik proaktif bir tekniktir. Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nün (NIST) PQC algoritmalarının standartlaştırılmasına dahil edilmesi, blockchain de dahil olmak üzere çok sayıda teknolojinin gelecekteki güvenliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu algoritmaların benimsenmesi, kuantum sonrası gelecekte blockchain ağlarının uzun vadeli güvenliği ve hayatta kalması açısından kritik öneme sahip olacaktır.
Kuantum hesaplamanın yaklaşmasıyla birlikte, PQC'nin blockchain'e dahil edilmesi, uzun vadeli güvenliğin sağlanması açısından kritik öneme sahiptir. Blockchain teknolojileri, finansal işlemler ve kimlik yönetimi de dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesinde giderek daha fazla kullanıldığı için bu kritik bir öneme sahiptir. Blockchain'in güven modeli kriptografik güvenliğine dayanmaktadır. PQC, işlemlerin ve verilerin kuantum tehditlerine karşı güvende olmasını garanti ederek güvenin korunması açısından kritik öneme sahiptir.
PQC algoritmalarının hesaplama ihtiyaçlarını karşılamak için blockchain ağındaki düğümler donanım yükseltmeleri gerektirebilir. Buna daha hızlı CPU'lar ve daha büyük bellek kapasiteleri dahildir. PQC algoritmalarını desteklemek için, Donanım Güvenlik Modülleri (HSM'ler) gibi özel şifreleme donanımlarının, güvenli anahtar üretimi, depolama ve yönetim sağlayacak şekilde değiştirilmesi veya değiştirilmesi gerekebilir.
Blok zincirinde depolanan veriler için PQC'ye geçiş, kuantum dirençli şifreleme tekniklerinin benimsenmesini gerektirir. Bu, daha büyük şifrelenmiş veri yükleri ve bunun sonucunda da veri depolama ve işleme prosedürlerinde değişiklikler anlamına gelebilir. Hash fonksiyonları genel olarak kuantum dirençli olsa da kuantum saldırılarına karşı güvenliklerini değerlendirmek kritik önem taşıyor. Gerekli herhangi bir güncelleme, blockchain'in veri bütünlüğünün tehlikeye atılmamasını sağlamayı içerecektir.
PQC yalnızca işlem verilerini değil aynı zamanda düğümler arasındaki iletişim bağlantılarını da güvence altına almalıdır. Buna, yeni protokollerin geliştirilmesini veya mevcut protokollerin yükseltilmesini gerektirebilecek aktarım sırasında veri şifreleme ve ağ isteği kimlik doğrulaması da dahildir.
PQC'yi etkinleştirmek için blockchain konsensüs yöntemlerinin (İş Kanıtı veya Hisse Kanıtı gibi) değiştirilmesi gerekebilir. Blokların doğrulanma ve blok zincirine eklenme şeklindeki değişiklikler, fikir birliği sürecinin kuantum tehditleri karşısında kurcalamaya karşı dayanıklı kalmasını sağlamak için uygulanabilir.
PQC'nin kullanımı, blockchain ağı katılımının hesaplama dinamiklerini değiştirebilir. Teşvikleri yeni güvenlik protokolleriyle uyumlu hale getirmek için madencilere veya doğrulayıcılara yönelik ödül yapılarının yeniden değerlendirilmesi gerekebilir.
Blockchain operasyonlarında sıklıkla temel olan akıllı sözleşmeler, kuantum sonrası dünyada kriptografik güvenlik açısından incelenmelidir. PQC algoritmalarını kullanmak için geliştiricilerin yeni sözleşmeler oluşturması veya mevcut sözleşmeleri değiştirmesi, böylece bunların yürütülmesinin kuantum saldırılarına karşı güvenli kalmasını sağlaması gerekebilir.
Gelecekteki şifreleme standartlarını desteklemek için cüzdanlar ve değişim platformları gibi son kullanıcı uygulamalarının ve arayüzlerinin güncellenmesi gerekecektir. Buna, API'lerin yeni anahtar formatlarını ve şifreleme teknolojilerini işleyebilme kapasitesinin sağlanması ve kullanıcı arayüzlerinin, kullanıcıları yeni güvenlik süreçleri boyunca kolayca yönlendirecek şekilde oluşturulması da dahildir.
Quantum Resistant Ledger (QRL), kuantum sonrası kriptografiyi blockchain teknolojisine dahil eden dikkate değer bir gerçek zamanlı projedir. QRL, kuantum hesaplama saldırılarına karşı dayanıklı olacak şekilde özel olarak geliştirilmiş bir blockchain teknolojisidir. Bu proje, red4sec ve x41 D-sec denetimleriyle doğrulandığı gibi, mutlak güvenliği sağlamak için kuantum sonrası hesaplama yöntemlerini kullanması açısından dikkate değerdir.
Kaynak: https://www.theqrl.org/
QRL Projesinin Temel Özellikleri:
QRL, her ikisi de şu anda geliştirilmekte olan akıllı sözleşmeleri ve hisse senedi kanıtı konsensüs yöntemini uygulamayı planlıyor. Bir geliştirici merkezinin oluşturulmasının, projenin geliştirme çıktısını önemli ölçüde artıracağı öngörülüyor. Bu araştırma, artan kuantum bilgisayar yetenekleri karşısında güvenlik ve uzun ömürlülük sağlayarak, blockchain teknolojisinin kuantum dirençli özellikleri içerecek şekilde nasıl genişleyebileceğini gösteriyor. QRL projesi kendisini geleceğe hazır, zengin özelliklere sahip bir blockchain çözümü olarak tanıtıyor ve blockchain sektöründe artan teknik zorlukları ve olasılıkları tahmin etmenin ve bunlara tepki vermenin önemini vurguluyor.
Kuantum Güvenli Güvenlik Çalışma Grubu (QSWG): Bu çalışma grubu, kuantum güvenli kriptografi için standartlar ve en iyi uygulamaları üretmek amacıyla üst düzey teknoloji şirketleri ve araştırma enstitüleri tarafından oluşturuldu. QSWG, kuantum dirençli kriptografi tekniklerine geçişle ilgili zorlukları çözmek için küresel olarak çalışıyor.
Avrupa Kuantum Amiral Gemisi: Avrupa Kuantum Amiral Gemisi , kuantum teknolojisinin, özellikle kuantum güvenli kriptografi çözümlerinin geliştirilmesine adanmış akademik, endüstriyel ve hükümet gruplarından oluşan bir koalisyondur. Başta blockchain sistemleri olmak üzere çeşitli teknolojileri mevcut altyapılara entegre etmenin yollarını araştırıyorlar.
IBM'in Kuantum Güvenli Blok Zinciri: IBM, kuantum hesaplama araştırmalarında öncü olarak blockchain platformları için kuantum açısından güvenli kriptografik çözümler yaratıyor. Araştırmaları, etkili ve mevcut sistemlerle uyumlu kalarak kuantum saldırılarına dayanabilen algoritmalar geliştirmeye odaklanıyor.
Google'ın Kuantum Bilişim Araştırması: Google, kuantum bilişimi ve bunun kriptografiye olan etkilerini aktif olarak araştırıyor. Gelecekteki kuantum tehditlerine karşı korunmak için blockchain teknolojisine entegre edilebilecek yeni şifreleme protokollerini araştırıyorlar.
Kuantuma Dirençli Algoritma Geliştirme: Çeşitli kurumlardan araştırmacılar, kuantum bilgisayar saldırılarına karşı etkili olduğu düşünülen kafes tabanlı kriptografi gibi gelişmiş kuantum dirençli algoritmalar üzerinde çalışıyor. Bu algoritmalar blockchain ağlarına olası dahil edilme açısından değerlendiriliyor.
Sağlık Hizmetleri Blockchain Adaptasyonu: Güvenli hasta verileri yönetimi için blockchain kullanan sağlık kuruluşları PQC çözümlerini test etmeye başlıyor. Bu kuruluşlar özellikle hassas sağlık verilerinin gelecekteki kuantum bilişim tehditlerinden korunması konusunda endişe duymaktadır.
Devlet Hizmetleri ve Blok Zinciri Güvenliği: Dünyanın her yerindeki çeşitli devlet kurumları, uzun vadeli veri güvenliği ve bütünlüğünü sağlamak amacıyla PQC'yi dahil etme hedefiyle kamu hizmetleri için blok zinciri projelerini test ediyor.
Kuantum hesaplamanın gelişiyle müjdelenen yeni bir teknolojik çağın şafağına yaklaşırken, Kuantum Sonrası Kriptografinin (PQC) blockchain teknolojisine dahil edilmesi önemli bir çaba olarak ortaya çıkıyor. Bu makale, blockchain'in kriptografik temellerini, kuantum hesaplamanın yakın tehdidini ve PQC'nin blockchain'i gelecekteki bu sorunlara karşı güçlendirmedeki kritik rolünü ele aldı.
Simetrik ve asimetrik anahtar kriptografisinden hash fonksiyonlarına kadar artık blockchain'de kullanılan birçok kriptografik yöntemin araştırılması, kuantum tehlikesinin anlaşılmasına yönelik çerçeveyi oluşturmuştur. Kuantum hesaplamanın standart kriptografi protokollerini bozma potansiyeli, kuantum dirençli algoritmalara geçişin önemini vurguluyor. PQC'nin araştırılması, kuantum sonrası dünyada blockchain teknolojisini güvence altına almanın bir yolunu sağlayan bir umut ışığıdır.
Küresel girişimlerden ticari atılımlara kadar uzanan gerçek dünya uygulamaları ve vaka çalışmaları, PQC'nin sektörler arasında benimsenmesine yönelik koordineli bir çabayı göstermektedir. Bu örnekler yalnızca akademik ilkelerin pratik uygulamasını göstermekle kalmıyor, aynı zamanda bu dönüşümün içerdiği zorlukları ve öğrenme eğrilerini de vurguluyor. Kuantum dirençli blok zincirine geçiş, sağlık hizmetlerinden devlet hizmetlerine kadar çeşitli sektörlerde ilgi kazanıyor.