Veri güvenliği giderek daha fazla tehdit altında. 2024 yılında dünya, dijital altyapının kırılganlığının, özellikle de siber saldırıların sonuçlarının son derece farkındadır. Kötü aktörler, sanal olarak paylaşılan ticari sırların, finansal verilerin, sağlık kayıtlarının ve daha fazlasının değerinden yararlanmaya istekli olarak daha gelişmiş siber suçlar işliyor
Buna rağmen güvenli dijital iletişime olan bağımlılığımız devam ediyor. Aslına bakılırsa, sanal ortamda daha da bağlantılı hale gelme konusunda küresel bir arayış var. Bu, 6G, araçtan her şeye (V2X) ve endüstri 5.0’a yönelik trendlerle kanıtlanmaktadır. Sonuç, yeni nesil güvenli iletişim teknolojileri için bir fırsattır ve kuantum iletişim çözümlerinin piyasada doldurmaya çalıştığı bir boşluktur.
Kuantum Sonrası Kriptografi (PQC)
İletişim pazarını altüst eden ilk kuantum teknolojisi dalgası, kuantum sonrası kriptografidir (PQC). PQC motivasyonunun ironisi, birçok yönden kuantum bilgisayarların oluşturduğu veri güvenliği tehdidine bir tepki olmasıdır.
Geleneksel kriptografi, örneğin RSA, büyük tam sayıların asal çarpanlarını çözmenin hesaplama karmaşıklığına bağlıdır. Ancak bir gün kuantum bilgisayarların Shor’un algoritmalarından yararlanarak bu sorunu hızla çözebileceği öngörülüyor. Bazıları için, bunun gerçekleştirildiği ve RSA’yı atlamak ve geleneksel şifreli iletişimleri engellemek için kullanıldığı gelecek an, ‘Q-Day’ olarak biliniyor.
Kuantum bilişime yatırım devam ettikçe ve yetenekleri geliştikçe, çoğu kişi için önümüzdeki 5-10 yıl içinde (daha erken değilse de) Q-Day’in meydana gelme riski oldukça gerçektir. Bu oyuncular için kuantum tehditlerine karşı dayanıklı alternatif bir şifreleme çözümüne ihtiyaç vardır; dolayısıyla kuantum sonrası şifrelemeye ihtiyaç vardır.
PQC matematiksel bir yaklaşım olmayı sürdürüyor ancak asal faktörlere bağlı olmayan yeni algoritmalar ve yöntemler kullanıyor. Bu algoritmaların sağlamlığını ve yanılmazlığını göstermek zorlu bir iştir ve bugüne kadar büyük ölçüde NIST tarafından denetlenmektedir. 2024 yılında NIST, üç algoritma (önceden Kyber, CRYSTALS-Dilithium ve SPHINCS+ olarak biliniyordu) için federal bilgi işleme standartlarını (FIPS) yayınladı.
Dünya çapındaki ağ yöneticileri artık PQC’yi entegre etme sürecine başlamaya ve daha genel anlamda ‘kripto-çevik’ kalmaya teşvik ediliyor. Milenyum civarında ortaya çıkan ve bazı vakaların tamamlanmasının on yılı aştığı kriptografik çözümler arasındaki uzun geçiş zaman çizelgeleri konusunda sektörde süregelen bir korku var. Bu zaman ölçeğinin kuantum bilgisayarların ilerleme hızıyla karşılaştırılabilir olduğu göz önüne alındığında, çoğu kişi için artık hazırlanma zamanıdır. Bu etken, dünya çapında yaygın olduğu düşünülen ‘şimdi hackle-sonra şifresini çöz’ (HNDL) etkinliklerinin farkındalığıyla birleşiyor.
Kuantum Anahtar Dağıtımı
Genel anahtarların paylaşılması dijital iletişimin temel dayanağıdır. Bununla birlikte, bir kez daha, bir mesajın veya veri akışının kodunu çözmek için gerekli olan genel anahtar ile özel anahtar arasındaki ilişkiyi güvence altına almak için asal sayıların çarpanlara ayrılmasına sıklıkla güvenilmektedir.
Aslında, en yüksek güvenlik uygulamalarının bazıları için, özel anahtar paylaşımına olan bağımlılık o kadar yüksek olabilir ki, kişisel kuryelerin veya kurcalamaya dayanıklı ambalajların kullanılmasına bağlıdır. Elbette konu güven garantileri olduğunda bu yöntemler bile hatalı olabilir.
Peki ya paylaşmanız gereken anahtarın ele geçirilmediğini kanıtlayabilseydiniz? Bu, kuantum anahtar dağıtımının (QKD) değer önerisidir. QKD, PQC’ye tamamlayıcı bir çözümdür; yazılım yükseltmelerinden çok, donanım yeniliklerinden daha fazlasıdır. Kriptografik anahtarları paylaşmak üzere tasarlanan QKD vericileri ve alıcıları yakın zamanda ticarileştirildi ve yeni pazarlara uyacak şekilde geliştirilmeye ve uyarlanmaya devam ediyor. Bu pazarlardaki kilit oyuncular arasında Toshiba ve IDQuantique yer alıyor ve KETS quantum gibi yeni oyuncuların rekabeti artıyor.
QKD, bilgi iletmek için ışığın kullanımına bağlıdır. Anahtarlar gönderici tarafından foton özelliklerine kodlanabilir ve alıcı tarafından ölçülebilir. İşin püf noktası, foton özelliklerinin klonlanamayacağını belirten kuantum fiziğindeki bir yasadır. Sonuçta bu, eğer bir haberci bir fotonu yakalarsa, göndermek için yeni bir foton üretmeye ve gönderen tarafından kodlanan özellikleri tahmin etmeye zorlanacağı anlamına gelir.
QKD protokolleri, anahtarın alıcısının, bir alarm vericinin varlığı konusunda anında uyarılmasına ve daha da iyisi, savunmasız bir mesajın gönderilmesinin engellenmesine olanak tanıyan geliştirilmiştir.
Şimdilik QKD oldukça hantal ve pahalı. Bunların uygulanmasına ilişkin gösterimler genellikle ‘metro ölçeğinde’ bulunur. Optik fiber kayıpları, QKD vericilerinin/alıcılarının ayrılabileceği mesafeye bir sınır getirir. Ancak Ar-Ge, serbest alan QKD’ye ve hatta çip ölçekli QKD’ye devam ediyor ve bunun telekomünikasyon altyapısının geleceği üzerinde büyük etkileri olabilir.
Görünüm
Genel olarak kuantum teknolojisi gelecekteki iletişimin güvenliğinde önemli bir rol oynamayı amaçlıyor. Şu anda çoğu ağ yöneticisinin kullanabileceği PQC gibi matematiksel temelli yaklaşımların yanı sıra hükümetler ve finansal kurumlar gibi en yüksek güvenlik uygulamalarına yönelik donanım çözümleri de mevcut.
İleriye baktığımızda, kuantum şüphecisi olsanız da olmasanız da, veri güvenliği ve siber suçlar herkesi etkilemeye devam edecek. Bugün tüm ağ yöneticileri için verilecek en riskli karar, kuantumun iletişimi hem tehdit etme hem de güvence altına almadaki rolünü göz ardı etmek olacaktır. Yenilikçilere ve ufuk tarayıcılara gelince, erken benimseme ve işbirliğinin ödüllerini daha sonra alma şansı için bu artık harekete geçme meselesidir.
Kuantum Teknolojisi Pazarını kapsayan daha fazla bilgi ve on yıllık pazar tahminleri için IDTechEx’in Kuantum Bilgi İşlem, Kuantum Sensörleri ve Kuantum İletişimini kapsayan özel raporlarına bakın. Bu, kuantum sonrası kriptografiyi, kuantum rastgele sayı üreteçlerini ve kuantum anahtar dağıtımını içeren yeni ortaya çıkan kuantum iletişim çözümlerinin kapsamlı kapsamını içerir. Mevcut araştırma portföyünün tamamı için lütfen www.IDTechEx.com/Research/Quantum adresini ziyaret edin.
Güvenlik ve İletişim için Kuantum Teknolojisi yazısı ilk olarak Cybersecurity Magazine’de çıktı.