Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Paralar
Ana sayfa
Makaleler
Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Paralar

Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Paralar

Orta Seviye
Yay─▒nlanma: Jan 29, 2020G├╝ncellenme: Dec 28, 2022
8m
Topluluk Yay─▒n─▒ - Yazar: John Ma


─░├žerik


Giri┼č

Kuantum bilgisayarlar kompleks denklemleri s─▒radan bilgisayarlara k─▒yasla ├žok daha h─▒zl─▒ ┼čekilde ├ž├Âzebilen g├╝├žl├╝ makinalard─▒r. Baz─▒ uzmanlar, g├╝n├╝m├╝z├╝n en h─▒zl─▒ bilgisayarlar─▒n─▒n binlerce y─▒lda ├ž├Âzebilece─či ┼čifrelemeleri kuantum bilgisayarlar─▒n dakikalar i├žinde ├ž├Âzebilece─čini tahmin eder. Sonu├ž olarak, Bitcoin ve di─čer kripto paralar─▒n alt─▒nda yatan kriptografi de dahil olmak ├╝zere bug├╝n kullan─▒lan dijital g├╝venlik altyap─▒s─▒ risk alt─▒nda olabilir.

Bu makalede kuantum bilgisayarlar─▒n s─▒radan bilgisayarlardan farklar─▒na, kripto paralara ve dijital altyap─▒ya y├Ânelik hangi riskleri ta┼č─▒d─▒klar─▒na dair temel bilgileri payla┼čaca─č─▒z.


Asimetrik kriptografi ve ─░nternet g├╝venli─či

Asimetrik kriptografi (a├ž─▒k anahtar kriptografisi olarak da bilinir) kripto para ekosisteminin ve ├žo─ču internet altyap─▒s─▒n─▒n kritik bir ├Â─česidir. Bir anahtar ├žiftinin bilgiyi ┼čifrelemesine ve bilginin ┼čifresini ├ž├Âzmesine dayan─▒r. A├ž─▒k anahtar ┼čifrelemeden ve ├Âzel anahtar ise ┼čifre ├ž├Âzmeden sorumludur. Bunun aksine simetrik anahtar kriptografisi veri ┼čifreleme ve ┼čifre ├ž├Âzme i┼člemi i├žin yaln─▒zca tek bir anahtar kullan─▒r.

A├ž─▒k anahtar rahatl─▒kla payla┼č─▒labilir ve bilgiyi ┼čifrelemek i├žin kullan─▒l─▒r, daha sonra bu bilginin ┼čifresi kar┼č─▒l─▒k gelen ├Âzel anahtarla ├ž├Âz├╝lebilir. B├Âylece yaln─▒zca belirli bir al─▒c─▒n─▒n ┼čifrelenmi┼č bilgiye eri┼čebilmesi garanti alt─▒na al─▒n─▒r.

Asimetrik kriptografinin ba┼čl─▒ca avantajlar─▒ndan biri g├╝venilir olmayan bir kanal ├╝zerinden ortak anahtar payla┼č─▒m─▒na gerek duyulmadan bilginin iletilmesini m├╝mk├╝n k─▒lmas─▒d─▒r. Bu ├Ânemli ├Âzellik olmadan internet ├╝zerinde temel bilgi g├╝venli─čini sa─člamak imkans─▒z hale gelir. ├ľrne─čin, g├╝venilir olmayan partiler aras─▒nda g├╝venle bilgi ┼čifrelemesi yap─▒lamasa online bankac─▒l─▒k m├╝mk├╝n olamaz.
Bu konu hakk─▒nda daha fazla bilgi edinmek isterseniz Simetrik ve Asimetrik ┼×ifrelemenin K─▒yaslamas─▒ makalemizi okuyabilirsiniz.
Asimetrik kriptografinin g├╝venli─činin bir k─▒sm─▒, anahtar ├žiftini yaratan algoritman─▒n a├ž─▒k anahtar─▒ kullanarak ├Âzel anahtar─▒ hesaplamay─▒ son derece zor hale getirdi─či, ├Âzel anahtardan a├ž─▒k anahtar─▒ hesaplaman─▒n ise olduk├ža kolay oldu─ču varsay─▒m─▒na dayan─▒r. Matematikte buna tuzak kap─▒s─▒ fonksiyonu denir ├ž├╝nk├╝ hesaplama yapmak bir y├Ânde kolayken di─čer y├Ânde zordur.┬á

G├╝n├╝m├╝zde anahtar ├žiftini yaratmak i├žin kullan─▒lan en modern algoritmalar tan─▒nm─▒┼č matematiksel tuzak kap─▒s─▒ fonksiyonlar─▒na dayan─▒r. Bu tuzak kap─▒s─▒ fonksiyonlar─▒n─▒n, mevcut herhangi bir bilgisayar i├žin uygulanabilir bir zaman aral─▒─č─▒ dahilinde ├ž├Âz├╝lebilir olmad─▒─č─▒ bilinir. Bu hesaplamalar─▒ yapmak en g├╝├žl├╝ makineler i├žin bile ├žok uzun zaman al─▒r.┬á

Fakat, kuantum bilgisayar ad─▒ndaki yeni hesaplama sistemlerinin geli┼čtirilmesiyle bu durum yak─▒nda de─či┼čebilir. Kuantum bilgisayarlar─▒n neden bu kadar g├╝├žl├╝ olduklar─▒n─▒ anlamak i├žin ├Ânce s─▒radan bilgisayarlar─▒n nas─▒l ├žal─▒┼čt─▒─č─▒n─▒ inceleyelim. ┬á


Klasik bilgisayarlar

G├╝n├╝m├╝zde kullan─▒lan bilgisayarlara klasik bilgisayarlar ad─▒ verilebilir. Bu da hesaplamalar─▒n s─▒ral─▒ ┼čekilde yap─▒ld─▒─č─▒ anlam─▒na gelir, yani bir hesaplama g├Ârevinin tamamlanmas─▒n─▒n ard─▒ndan bir di─čerine ba┼članabilir. Bunun nedeni klasik bir bilgisayardaki belle─čin fizik kurallar─▒na uymak zorunda olmas─▒ ve yaln─▒zca 0 ya da 1 durumunda (a├ž─▒k ya da kapal─▒) olabilmesidir.

Bilgisayarlar─▒n karma┼č─▒k hesaplamalar─▒ daha k├╝├ž├╝k par├žalara b├Âlerek daha verimli hale gelmesini sa─člayan ├že┼čitli donan─▒m ve yaz─▒l─▒m y├Ântemleri bulunur. Fakat, temel ayn─▒ kal─▒r. Bir hesaplama g├Ârevi tamamlanmadan bir di─čerine ba┼članamaz.

Bir bilgisayar─▒n 4-bitlik bir anahtar─▒ tahmin etmesinin gerekti─či bir ├Ârne─či d├╝┼č├╝nelim. Bu 4 bitin her biri 0 ya da 1 olabilir. Tabloda g├Âr├╝ld├╝─č├╝ ├╝zere 16 olas─▒ kombinasyon vard─▒r:



Klasik bir bilgisayar─▒n her bir kombinasyonu ayr─▒ ayr─▒ tahmin etmesi gerekir. Bir kilidiniz oldu─čunu ve tu┼č kilidinin ├╝zerinde 16 tu┼č oldu─čunu hayal edin. Bu 16 tu┼čtan her birinin ayr─▒ ayr─▒ denenmesi gerekir. E─čer ilki kilidi a├žmazsa, ikincisi denenir, daha sonra ├╝├ž├╝nc├╝ ve do─čru tu┼č kilidi a├žana kadar devam edilir.

Fakat anahtar─▒n uzunlu─ču artt─▒k├ža, olas─▒ kombinasyonlar─▒n say─▒s─▒ da ├╝stel olarak artar. Yukar─▒daki ├Ârnekte, anahtar uzunlu─čunu 5 bite ├ž─▒karacak ekstra bir bit eklemek 32 olas─▒ kombinasyon yarat─▒r. 6 bite ├ž─▒kar─▒nca 64 olas─▒ kombinasyon olur. 256 bitte, olas─▒ kombinasyonlar─▒n say─▒s─▒ g├Âzlemlenebilir evrendeki atomlar─▒n tahmini say─▒s─▒na yak─▒n hale gelir.

Bunun aksine hesaplama g├╝c├╝ h─▒z─▒ yaln─▒zca do─črusal olarak artar. Bir bilgisayar─▒n i┼člemci h─▒z─▒n─▒ ikiye katlamak belirli bir zaman aral─▒─č─▒ i├žinde yapabilece─či tahmin say─▒s─▒n─▒ yaln─▒zca ikiye katlar. Tahmin etme anlam─▒nda ├╝stel b├╝y├╝me herhangi bir do─črusal geli┼čmeyi b├╝y├╝k farkla gerisinde b─▒rak─▒r.

Klasik bir hesaplama sisteminin 55-bitlik bir anahtar─▒ tahmin etmesi yakla┼č─▒k bin y─▒l al─▒r. Referans noktas─▒ olu┼čturmas─▒ bak─▒m─▒ndan Bitcoin'de kullan─▒lan bir anahtar i├žin ├Ânerilen b├╝y├╝kl├╝k 128 bittir ve bir├žok c├╝zdan uygulamas─▒ 256 bit kullan─▒r.

Klasik hesaplamalar─▒n kripto paralarda ve internet altyap─▒s─▒nda kullan─▒lan asimetrik ┼čifreleme i├žin bir tehdit olu┼čturmad─▒─č─▒ g├Âr├╝lebilir.

  

Kuantum bilgisayarlar

Geli┼čim a┼čamas─▒n─▒n hen├╝z en ba┼člar─▒nda olan ve bu problem t├╝r├╝n├╝ ├ž├Âzmede hi├ž zorlanmayacak bir bilgisayar ├že┼čidi var: kuantum bilgisayarlar. Kuantum bilgisayarlar, kuantum mekani─či teorisinin atom alt─▒ par├žac─▒klar─▒n nas─▒l davrand─▒─č─▒n─▒ a├ž─▒klayan temel prensiplerine dayan─▒r.

Klasik bilgisayarlarda, bitler bilgiyi temsil etmek i├žin kullan─▒l─▒r ve bir bit yaln─▒zca 0 ya da 1 durumunda olabilir. Kuantum bilgisayarlar kuantum bitler ya da k├╝bitlerle ├žal─▒┼č─▒r. K├╝bit, bir kuantum bilgisayardaki temel bilgi birimidir. Ayn─▒ bit gibi k├╝bit de 0 ya da 1 durumunda olabilir. Fakat, kuantum mekani─či fenomeninin s─▒ra d─▒┼č─▒l─▒─č─▒ sayesinde k├╝bitin durumu ayn─▒ anda hem 0 hem de 1 olabilir.

Bu durum kuantum hesaplama alan─▒nda ara┼čt─▒rma ve geli┼čtirme ├žal─▒┼čmalar─▒n─▒ te┼čvik etmi┼č, hem ├╝niversitelerin hem de ├Âzel ┼čirketlerin heyecan verici bu yeni alan─▒ ara┼čt─▒rmaya y├Ânelik para ve zaman yat─▒r─▒m─▒ yapmas─▒na neden olmu┼čtur. Bu alan─▒n te┼čkil etti─či soyut teorik ve pratik m├╝hendislik sorunlar─▒n─▒n ├╝stesinden gelmek insanlar─▒n teknolojik ba┼čar─▒s─▒n─▒n u├ž noktas─▒n─▒ temsil eder.

Ne yaz─▒k ki kuantum bilgisayarlar─▒n yarataca─č─▒ olumsuz bir etki, asimetrik kriptografinin temelini olu┼čturan algoritmalar─▒n bu bilgisayarlar taraf─▒ndan kolayl─▒kla ├ž├Âz├╝lebilecek olmas─▒ ve bunlara dayanan sistemlerin en temelden sars─▒laca─č─▒d─▒r.

4-bitlik anahtar─▒ ├ž├Âzme ├Ârne─čine geri d├Ânelim. 4-k├╝bitlik bir bilgisayar teorik olarak tek bir hesaplama g├Ârevi dahilinde, ayn─▒ anda 16 durumun (kombinasyon) tamam─▒nda olabilir. Bu durumda i┼člemin tamamland─▒─č─▒ s├╝re dahilinde do─čru anahtar─▒ bulma olas─▒l─▒─č─▒ %100 olur.



Kuantuma dayan─▒kl─▒ kriptografi

Kuantum hesaplama teknolojisinin ortaya ├ž─▒kmas─▒, kripto paralar dahil modern dijital altyap─▒n─▒n b├╝y├╝k k─▒sm─▒n─▒n alt─▒nda yatan kriptografiyi ge├žersiz k─▒labilir.

Bu da, h├╝k├╝metlerden ve ├žok uluslu ┼čirketlerden bireysel kullan─▒c─▒lara kadar t├╝m d├╝nyan─▒n g├╝venli─čini, operasyonlar─▒n─▒ ve ileti┼čimini risk alt─▒na sokabilir. Teknolojiye y├Ânelik kar┼č─▒ ├Ânlemleri incelemeye ve geli┼čtirmeye odaklanan geni┼č ├žapl─▒ ara┼čt─▒rmalar─▒n yap─▒l─▒yor olmas─▒ ┼ča┼č─▒rt─▒c─▒ de─čildir. Kuantum bilgisayarlar─▒n yaratt─▒─č─▒ tehdide kar┼č─▒ g├╝venli oldu─ču kabul edilen kriptografik algoritmalara kuantuma-dayan─▒kl─▒ algoritmalar ad─▒ verilir.

En temelde, simetrik anahtar kriptografisinde yap─▒lacak basit bir anahtar uzunlu─čunu art─▒rma i┼člemiyle kuantum bilgisayarlar─▒n yaratt─▒─č─▒ riskten ka├ž─▒n─▒labilece─či tahmin edilir. Bu kriptografi alan─▒, a├ž─▒k bir kanal ├╝zerinden ortak gizli anahtar─▒n payla┼č─▒m─▒ndan do─čan sorunlar nedeniyle asimetrik anahtar kriptografisi taraf─▒ndan kenarda b─▒rak─▒lm─▒┼čt─▒r. Fakat, kuantum bilgisayarlar geli┼čtik├že tekrar kullan─▒ma al─▒nabilir.

A├ž─▒k bir kanal ├╝zerinden ortak anahtar─▒n g├╝venle payla┼č─▒labilmesi sorununun kendisi de ├ž├Âz├╝m├╝ kuantum kriptografide bulabilir. Gizli dinlemelere kar┼č─▒ ├Ânlemler geli┼čtirmede ilerlemeler kaydedilmektedir. Payla┼č─▒ml─▒ bir kanalda gizli dinleme yapanlar, kuantum bilgisayarlar─▒n geli┼čtirilmesi i├žin gerekli prensiplerin ayn─▒lar─▒ kullan─▒larak belirlenebilir. B├Âylece payla┼č─▒lan bir simetrik anahtar─▒n ├╝├ž├╝nc├╝ bir parti taraf─▒ndan daha ├Ânceden okundu─čunu ya da de─či┼čtirildi─čini belirlemek m├╝mk├╝n olabilir.

Kuantum temelli olas─▒ sald─▒r─▒lar─▒ engellemek ├╝zere ├žal─▒┼čmalar─▒n y├╝r├╝t├╝ld├╝─č├╝ ba┼čka alanlar da vard─▒r. Bunlar─▒n aras─▒nda b├╝y├╝k mesaj boyutlar─▒ yaratmak i├žin hashing gibi basit teknikler ve kafes tabanl─▒ kriptografi gibi di─čer y├Ântemler yer alabilir. T├╝m bu ara┼čt─▒rmalar kuantum bilgisayarlar─▒n k─▒rmakta zorlanaca─č─▒ ┼čifreleme t├╝rleri yaratmay─▒ ama├žlar.


Kuantum bilgisayarlar ve Bitcoin madencili─či

Bitcoin madencili─či de kriptografi kullan─▒r. Madenciler blok ├Âd├╝l├╝ kar┼č─▒l─▒─č─▒nda kriptografik bir bulmacay─▒ ├ž├Âzmek i├žin rekabet eder. E─čer tek bir madencinin bir kuantum bilgisayara eri┼čimi olursa, bu madenci a─č ├╝zerinde hakimiyet kazanabilir. Sonu├ž olarak a─č─▒n merkeziyetsizli─či azal─▒r ve a─č potansiyel olarak %51 sald─▒r─▒s─▒na a├ž─▒k hale gelir.┬á
Fakat baz─▒ uzmanlar bunun acil bir tehdit olu┼čturmad─▒─č─▒n─▒ d├╝┼č├╝n├╝r. Uygulamaya ├ľzel Entegre Devreler (ASIC'ler) b├Âylesi bir sald─▒r─▒n─▒n etkinli─čini azaltabilir, en az─▒ndan yak─▒n gelecek i├žin. Ayr─▒ca birden fazla madencinin kuantum bilgisayarlara eri┼čimi olursa, sald─▒r─▒ riski b├╝y├╝k oranda azal─▒r.

 

Son fikirler

Kuantum bilgisayarlar─▒n ortaya ├ž─▒kmas─▒ ve asimetrik ┼čifrelemenin g├╝n├╝m├╝zdeki uygulamalar─▒ ├╝zerinde yarataca─č─▒ tehdit an meselesi gibi g├Âz├╝k├╝yor. Fakat, bu bilgisayarlar─▒n tam olarak geli┼čtirilmeden ├Ânce ├žok b├╝y├╝k ├žapl─▒ teorik ve m├╝hendislik sorunlar─▒n─▒n ├╝stesinden gelmesi gerekti─či i├žin sorun ├žok acil de de─čil.

Bilgi g├╝venli─činin yaratt─▒─č─▒ risk ├žok b├╝y├╝k oldu─ču i├žin gelecekteki bir sald─▒r─▒ yap─▒s─▒n─▒ engelleyecek temel altyap─▒y─▒ ├žal─▒┼čmalar─▒na ba┼člamak mant─▒kl─▒. Neyse ki mevcut sistemlere uygulanabilecek potansiyel ├ž├Âz├╝mler ├╝zerine geni┼č kapsaml─▒ ara┼čt─▒rmalar yap─▒l─▒yor. Bu ├ž├Âz├╝mler kuantum bilgisayarlar─▒n yaratt─▒─č─▒ tehdit kar┼č─▒s─▒nda kritik altyap─▒m─▒z─▒n gelece─čini koruyabilir.

U├žtan uca ┼čifrelemenin tan─▒nm─▒┼č taray─▒c─▒lar ve mesajla┼čma uygulamalar─▒ arac─▒l─▒─č─▒yla kullan─▒lmas─▒yla ayn─▒ ┼čekilde kuantuma dayan─▒kl─▒ standartlar da genel kullan─▒ma a├ž─▒labilir. Bu standartlar son haline getirildi─činde kripto para ekosistemi de sald─▒r─▒ vekt├Ârlerine kar┼č─▒ olas─▒ en g├╝├žl├╝ savunmay─▒ olduk├ža kolay ┼čekilde entegre edebilir.