Kısaca cevap
Şifreleme, okunabilir bir veriyi bir algoritma ve gizli bir anahtar kullanarak yalnızca anahtarı bilenin geri çözebileceği anlamsız bir veriye dönüştürme işlemidir. Şifre yapma bilimine kriptografi, şifre kırma bilimine kriptanaliz, ikisinin toplamına kriptoloji denir. Julius Caesar'ın harf kaydırmasından bugünün AES ve RSA algoritmalarına kadar amaç hep aynıdır: veriyi yetkisiz kişilerden korumak.
Bu sayfada
Şifreleme nedir?
Şifreleme nedir sorusunun en sade cevabı şudur: bir mesajı, yalnızca doğru anahtara sahip kişinin okuyabileceği biçime sokmaktır. Tarayıcınızın adres çubuğundaki bağlantı, telefonunuzdaki mesajlaşma uygulaması, evinizin Wi-Fi ağı ve bilgisayarınızın diski, gün boyunca sizin yerinize sürekli şifreleme yapar.
Şifrelemenin tersine, yani şifreli veriyi anahtarla tekrar okunur hâle getirmeye şifre çözme denir. Anahtarı bilmeden şifreli veriyi okumaya çalışmak ise şifre kırmadır ve kriptanalizin konusudur.
Temel kavramlar: düz metin, şifreli metin, anahtar ve algoritma
- Düz metin (plaintext): Şifrelenmeden önceki, herkesin okuyabileceği veri. Bir mesaj, bir fotoğraf ya da bir dosya olabilir.
- Şifreli metin (ciphertext): Şifreleme işleminden çıkan, anlamsız görünen veri.
- Algoritma: Veriyi dönüştürürken izlenen kurallar dizisi. AES ve RSA birer şifreleme algoritmasıdır.
- Anahtar: Algoritmaya verilen gizli değer. Aynı algoritma farklı anahtarlarla tamamen farklı çıktılar üretir.
Modern kriptografinin önemli bir ilkesi, güvenliğin algoritmanın gizliliğine değil anahtarın gizliliğine dayanmasıdır. Örneğin AES'in bütün ayrıntıları NIST'in FIPS 197 standardında herkese açık olarak yayımlanmıştır; buna rağmen anahtarı bilmeyen biri şifreli veriyi çözemez. Bu yüzden anahtarın uzun ve tahmin edilemez olması, algoritmanın adından daha önemlidir.
Kriptoloji nedir? Kriptografi ve kriptanaliz farkı
Bu üç kelime sık karıştırılır. NIST'in terim sözlüğündeki tanımlara dayanarak özetlersek:
| Terim | Anlamı |
|---|---|
| Kriptografi | Veriyi gizlemek, yetkisiz kullanımını engellemek ve fark edilmeden değiştirilmesini önlemek için kullanılan ilke ve yöntemler; yani şifre yapma bilimi. |
| Kriptanaliz | Anahtarı bilmeden kriptografik korumayı aşmaya çalışan yöntemler; algoritmadaki veya uygulamadaki hataları aramak da buna dahildir. |
| Kriptoloji | Kriptografi ile kriptanalizi birlikte kapsayan bilim dalı. |
Kriptoloji ne işe yarar sorusunun cevabı da buradan çıkar: bir yanda sağlam şifreleme yöntemleri tasarlanır, öbür yanda bu yöntemlerin zayıf noktaları aranır. Bir algoritmaya ancak yıllarca kriptanalize dayandıktan sonra güvenilir. Bu alanda çalışan uzmana kriptolog denir.
Şifrelemenin kısa tarihçesi
Sezar şifresi
Romalı tarihçi Suetonius'a göre Julius Caesar özel mektuplarında her harfin yerine alfabede üç sonraki harfi yazıyordu: A yerine D, B yerine E. Örneğin İngiliz alfabesiyle GIZLI kelimesi JLCOL olur. Bu en basit şifreleme yöntemlerinden biridir, ama olası kaydırma sayısı alfabedeki harf sayısıyla sınırlı olduğu için bütün seçenekler elle bile kısa sürede denenebilir. Ayrıntıları Sezar şifrelemesi yazısında bulabilirsiniz.
Vigenère şifresi
Sezar şifresinde her harf aynı miktarda kayar. 16. yüzyılda ortaya çıkan ve Vigenère adıyla bilinen yöntemde ise kaydırma miktarı bir anahtar kelimeye göre harften harfe değişir. Yöntemi aslında 1553'te İtalyan Giovan Battista Bellaso tanımlamıştır; Fransız Blaise de Vigenère'e atfedilmesi sonradan yerleşmiştir. Uzun süre kırılamaz sanılan bu şifreye karşı Alman Friedrich Kasiski 1863'te genel bir çözüm yöntemi yayımladı.
Enigma
İkinci Dünya Savaşı'nda Alman ordusunun kullandığı Enigma, her tuş vuruşunda harfi rotorların konumuna ve kablolamaya göre başka bir harfe çeviren elektromekanik bir şifre makinesiydi. Polonyalı kriptologlar Marian Rejewski, Jerzy Różycki ve Henryk Zygalski 1932'den itibaren Enigma mesajlarını çözebildi ve Temmuz 1939'da bilgilerini İngiltere ve Fransa ile paylaştı. Çalışmalar İngiltere'deki Bletchley Park'ta, Alan Turing'in tasarladığı "bombe" adlı cihazla sürdürüldü. Hikâyenin devamı Enigma makinesi yazısında.
DES'ten AES'e
Bilgisayar çağında ilk yaygın standart DES oldu; 1977'de ABD'de federal standart olarak kabul edildi, kısa anahtarı nedeniyle 2005'te geri çekildi. Yerini NIST'in açık bir yarışmayla seçtiği ve 2001'de FIPS 197 adıyla yayımladığı AES aldı. AES'in nasıl çalıştığını simetrik şifreleme ve AES yazısında anlatıyoruz.
1976: açık anahtar devrimi
Whitfield Diffie ve Martin Hellman, 1976'da yayımladıkları "New Directions in Cryptography" makalesiyle açık anahtarlı kriptografi fikrini ortaya koydu: daha önce hiç görüşmemiş iki taraf, açık bir kanal üzerinden, dinleyenlerin öğrenemeyeceği ortak bir gizli anahtar oluşturabilir. Bu çalışma 2015 ACM Turing Ödülü'ne değer görüldü. Kısa süre sonra RSA algoritması geldi; bugün HTTPS'ten e-imzaya kadar pek çok sistem bu fikre dayanır.
Şifreleme türleri nelerdir?
Günümüzde kullanılan şifreleme yöntemleri iki ana gruba ayrılır. Kriptografinin üçüncü temel aracı olan hash ise şifreleme değildir ama bu ikisiyle birlikte kullanılır.
| Tür | Nasıl çalışır? | Örnekler | Geri çözülebilir mi? |
|---|---|---|---|
| Simetrik şifreleme | Şifreleme ve çözme için aynı gizli anahtar | AES, ChaCha20 | Evet, anahtarla |
| Asimetrik şifreleme | Açık anahtar ve özel anahtardan oluşan çift | RSA, eliptik eğri (ECC) | Evet, özel anahtarla |
| Hash fonksiyonu | Veriden sabit uzunlukta, tek yönlü özet | SHA-256, SHA-3 | Hayır |
Simetrik şifreleme hızlıdır ama anahtarın karşı tarafa güvenle ulaştırılması gerekir. Asimetrik şifreleme bu anahtar paylaşma sorununu çözer ama yavaştır. Bu yüzden gerçek sistemler ikisini birlikte kullanır: anahtar asimetrik yöntemle paylaşılır, veri simetrik algoritmayla şifrelenir.
Hash şifreleme değildir. NIST'in tanımına göre onaylı hash fonksiyonları tek yönlüdür; özetten asıl veriye geri dönmenin yolu yoktur. Aynı şekilde Base64 de şifreleme değil, yalnızca bir kodlama biçimidir ve anahtar olmadan herkes tarafından çözülebilir. Farkları Hash nedir? ve Base64 şifreleme mi? yazılarında görebilirsiniz.
Günlük hayatta şifreleme
- Web siteleri: Adresi https ile başlayan sitelerle aranızdaki trafik TLS protokolüyle şifrelenir. Nasıl çalıştığını SSL/TLS nedir? yazısında anlatıyoruz.
- Mesajlaşma: Bazı uygulamalar mesajı yalnızca gönderen ve alıcının çözebileceği biçimde şifreler; buna uçtan uca şifreleme denir.
- Cihazlar: Telefon ve bilgisayar diskleri, cihaz kaybolduğunda ya da çalındığında verinin okunmaması için şifrelenebilir.
- Şifreleriniz: Düzgün tasarlanmış bir site şifrenizi düz metin olarak değil, özel hash yöntemleriyle saklar.
Siber güvenlikte şifrelemenin rolü ve sınırları
Şifreleme, veri yolda giderken veya bir diskte dururken yetkisiz kişilerin okumasını engeller. Ancak her tehdide karşı tek başına yeterli değildir:
- Oltalama: Şifrenizi sahte bir siteye kendiniz yazarsanız, bağlantının şifreli olması sizi korumaz; şifre doğrudan dolandırıcıya gider.
- Cihazdaki zararlı yazılım: Şifreleme veriyi yolda korur, ama cihazınıza bulaşmış bir program ekrandaki veya klavyedeki düz metni görebilir.
- Fidye yazılımı: ABD siber güvenlik kurumu CISA'nın tanımıyla fidye yazılımı, cihazdaki dosyaları şifreleyip kullanılamaz hâle getirmek için tasarlanmış zararlı yazılımdır. Yani şifreleme saldırganın elinde bir silaha da dönüşebilir; en iyi korunma, ayrı tutulan güncel yedeklerdir.
- Zayıf parola: Pek çok şifreleme sisteminde anahtar sizin parolanızdan türetilir. Kısa bir parola, algoritma ne kadar güçlü olursa olsun tahminle bulunabilir. Uzun ve rastgele bir parola için şifre üreticiyi kullanabilir, hesaplarınızı ayrıca iki faktörlü doğrulamayla koruyabilirsiniz.
KVKK ve GDPR'da şifreleme
Kişisel verileri işleyen kurumlar için şifreleme, yasal yükümlülüklerin de bir parçasıdır. Aşağıdaki bilgiler resmî metinlerin özetidir, hukuki görüş değildir.
- 6698 sayılı KVKK, madde 12: Veri sorumlusu, kişisel verilerin hukuka aykırı işlenmesini ve erişilmesini önlemek ve verilerin muhafazasını sağlamak için "uygun güvenlik düzeyini temin etmeye yönelik" gerekli teknik ve idari tedbirleri almak zorundadır. Kanun şifreleme kelimesini ayrıca saymaz; hangi tedbirin uygun olduğu kurumun yapısına ve risklerine göre belirlenir.
- Kurul'un 2018/10 sayılı kararı: Özel nitelikli kişisel verilerin (ör. sağlık verileri) elektronik ortamda kriptografik yöntemlerle saklanmasını, kriptografik anahtarların güvenli ve farklı ortamlarda tutulmasını, taşınabilir bellekle aktarılırken şifrelenmesini ve e-postayla gönderilirken şifreli olarak kurumsal e-posta ya da KEP ile aktarılmasını öngörür.
- Veri ihlali bildirimi: Kanundaki "en kısa sürede" ifadesi, Kurul'un 2019/10 sayılı kararıyla ihlalin öğrenilmesinden itibaren en geç 72 saat olarak yorumlanmıştır.
- GDPR (AB Genel Veri Koruma Tüzüğü), madde 32 ve 34: Madde 32, riske uygun güvenlik tedbirlerine ilk örnek olarak kişisel verilerin takma adlandırılmasını ve şifrelenmesini sayar. Madde 34'e göre ihlalden etkilenen veriler, şifreleme gibi yetkisiz kişilerin anlayamayacağı hâle getiren tedbirlerle korunuyorsa, ilgili kişilere ayrıca bildirim yapılması gerekmeyebilir.
Bireysel kullanıcı olarak bu kuralların size yansıması şudur: verileriniz sızdığında şirketin bunları şifreli saklayıp saklamadığı büyük fark yaratır. Bir sızıntıdan etkilendiyseniz veri sızıntısından sonra yapılacaklar rehberine göz atın.
Sık sorulan sorular
Şifreleme nedir, kısaca açıklar mısınız?
Şifreleme, okunabilir bir veriyi (düz metin) bir algoritma ve gizli bir anahtar yardımıyla anlamsız görünen bir veriye (şifreli metin) dönüştürme işlemidir. Doğru anahtara sahip olan kişi şifreyi çözerek veriyi geri okuyabilir, anahtarı olmayan ise yalnızca anlamsız karakterler görür. Amaç, verinin yalnızca yetkili kişilerce okunmasını sağlamaktır.
Kriptoloji nedir, ne işe yarar?
Kriptoloji, şifre yapma bilimi olan kriptografi ile şifre çözme ve kırma bilimi olan kriptanalizi birlikte kapsayan bilim dalıdır. Bugün internet bankacılığından mesajlaşma uygulamalarına kadar verinin gizli kalmasını, değiştirilmediğinin anlaşılmasını ve karşı tarafın kimliğinin doğrulanmasını sağlayan yöntemler bu alandan gelir. Bu alanda çalışan uzmanlara kriptolog denir.
Şifreleme türleri nelerdir?
Modern şifreleme iki ana türe ayrılır. Simetrik şifrelemede şifrelemek ve çözmek için aynı gizli anahtar kullanılır; AES bunun en yaygın örneğidir. Asimetrik şifrelemede ise herkesle paylaşılan bir açık anahtar ve yalnızca sahibinde kalan bir özel anahtar vardır; RSA ve eliptik eğri algoritmaları bu gruptadır. Hash fonksiyonları da kriptografinin parçasıdır ama geri çözülemedikleri için şifreleme sayılmaz.
Hash bir şifreleme yöntemi midir?
Hayır. Şifrelemede veri, anahtarla geri çözülebilecek biçimde dönüştürülür. Hash fonksiyonu ise veriden sabit uzunlukta bir özet üretir ve bu özetten asıl veriyi geri elde etmenin bir yolu yoktur. Bu yüzden hash, şifreleri güvenli saklamak ve dosyanın değişip değişmediğini kontrol etmek için kullanılır, gizli bir mesajı karşı tarafa iletmek için değil.
KVKK şifrelemeyi zorunlu tutuyor mu?
6698 sayılı Kanun, veri sorumlularının uygun güvenlik düzeyini sağlamak için gerekli teknik ve idari tedbirleri almasını ister ama tek tek yöntem saymaz. Kişisel Verileri Koruma Kurulu'nun 2018/10 sayılı kararı ise özel nitelikli kişisel verilerin elektronik ortamda kriptografik yöntemlerle saklanmasını ve anahtarların farklı ortamlarda tutulmasını öngörür. Kendi durumunuz için hukuki destek almanız gerekir.