Siber güvenliğe yönelik kuantum tehdidini ifade etmek yeterince kolaydır. Yeterli büyüklükte bir kuantum bilgisayar, Shor’un algoritmasıyla tamsayıları verimli bir şekilde çarpanlara ayırabilir ve ayrık logaritmalar hesaplayabilir; bu, Rivest-Shamir-Adleman (RSA) ve eliptik eğri kriptografisi (ECC) dahil olmak üzere bugün kullanılan genel anahtar şifrelemesinin çoğunu kırabilir. Savunmasız genel anahtar şifrelemesi, yığının tüm katmanlarına nüfuz ederek, kuantum hesaplama tehditlerine karşı koruma sağlayabilecek açık anahtar algoritmaları olan kuantum sonrası şifrelemeye (PQC) yönelik acil bir ihtiyaç yaratır.
PQC standardizasyonu için Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nün (NIST) aday algoritmalarının güvenlik analizi, kriptografik çevikliğe, yani temeldeki kriptografik algoritmaları veya uygulamaları kolayca değiştirebilme yeteneğine duyulan ihtiyacı ortaya koyuyor. Örneğin, NIST algoritması değerlendirme sürecinin üçüncü ve dördüncü turlarında uzmanlar, GeMSS ve Rainbow dijital imza şemalarına ve KEM adayı SIKE’a karşı yeni saldırılar geliştirerek bunların değerlendirme dışı kalmasına neden oldu. Son araştırmalar, NIST’in standardizasyon için seçtiği dört algoritmadan biri olan Crystals-Kyber’e bir yan kanal saldırısı olduğunu gösterdi.
Birkaç yıl içinde PQC algoritmalarının ve uygulamalarının tam olarak şu anki gibi görünmesi pek mümkün görünmüyor. Ancak kuruluşların PQC’ye geçişi başlatmak için beklemeyi göze alamazlar. Kuantum hesaplama araştırmasındaki bir atılım, kuruluşlar tüm dahili ve üçüncü taraf uygulamalardaki tüm savunmasız kriptografi örneklerini tam olarak envanter haline getirmeden ve yükseltmeden önce, mevcut genel anahtar şifrelemesini kırmaya yetecek güce sahip bir kuantum bilgisayarının konuşlandırıldığı anlamına gelebilir. Kriptografik orkestrasyonun (bir kuruluş genelinde kriptografinin kullanımını merkezi olarak görüntüleme ve yönetme yeteneği) güvenlik ve uyumluluğu geniş ölçekte ele almak için kısa vadeli bir strateji olması gerekir.
Çevikliğin Önemi
Kriptografiye yönelik tipik dağıtım modeli, son derece merkezi olmayan ve parçalanmış olup, kriptografi doğrudan son uygulamalara bağlanır ve platforma veya dile özgü kitaplıkların bir karışımı tarafından sağlanır. Bu model ise görünürlüğün ve çevikliğin azalmasına yol açıyor. Sonuç olarak, NSA’dan gelen yakın tarihli bir notta, PQC’ye geçiş için hedef tarihin 2035 olarak belirlenmesi (bundan 10 yıl sonra) şaşılacak bir şey değil.
Geçişe şimdi başlama ihtiyacını olgunlaşmamış bir ekosistemin gerçekleriyle dengelemek için kuruluşların çevik PQC çözümlerini takip etmesi gerekiyor. Temel olarak, bir kitaplık, protokol veya uygulama için kriptografik çeviklik, kullanımdaki kriptografik algoritmaları veya uygulamaları en az kesintiyle değiştirebilme yeteneği anlamına gelir. Kriptografik olarak çevik bir sistem, savunmasız kriptografiyi kolayca değiştirerek veya yükselterek yeni kriptanalize veya uygulama hatalarına hızlı bir şekilde yanıt verebilir. Kriptografik çeviklik, sistemlerin daha hızlı veya daha az bellek kullanan yeni uygulamalardan yararlanmasına da olanak tanır.
Ancak kriptografik çeviklik hikayenin sonu olmamalı. DES’ten AES’e, MD5’ten SHA-1’e ve SHA-1’den SHA-2’ye daha önceki geçişlerde olduğu gibi, kriptografik algoritmalar da geliştirilmiş yinelemeleri ve bazen de aşamalı olarak devre dışı bırakma aşamasını içeren bir yaşam döngüsüne sahiptir. Güvenliklerini geleceğe hazır hale getirmek için kuruluşlar, tüm algoritma yaşam döngüsü boyunca uygulamalar ve cihazlar tarafından kullanılan kriptografiyi izlemek ve yönetmek için tek bir sistem arayüzü olan kriptografik düzenleme ile çözümler geliştirmeye veya entegre etmeye çalışmalıdır.
Orkestrasyon Neden Önemlidir?
Kriptografik düzenleme fikri, bilgisayar ağlarındaki yazılım tanımlı ağı (SDN) yansıtır. Geleneksel bir IP ağını yönetmek, satıcıya özel araçlar veya komut satırı arayüzleri kullanılarak anahtarların, yönlendiricilerin ve orta kutuların manuel olarak yapılandırılmasını içeren, zaman alıcı, hataya açık bir süreçtir.
SDN’nin yeniliği, paketleri iletmekten sorumlu anahtarların ve yönlendiricilerin düşük seviyeli ayrıntılarını soyutlayan ve ağ politikası düzeyinde soyut bir arayüz ortaya çıkaran bir ara katman yazılımıdır. Ara katman yazılımı, düşük seviyeli öğelerin belirli bir politikayı uygulamasını sağlar. SDN ile dinamik yönlendirme politikalarının geniş ölçekte uygulanması, takip edilebilir bir sorun haline gelir.
Kriptografik orkestrasyon, kriptografik politika için bir arayüz ortaya çıkarmak amacıyla kriptografik protokolleri veya algoritmaları yürüten düşük seviyeli varlıkların üzerine benzer düzeyde bir soyutlama ve otomasyon uygular. Düzenleme, politika düzeyinde çalışarak kuruluşların mevcut ve gelecekteki düzenleme ve uyumluluk gereksinimlerini geniş ölçekte karşılama yükünü de hafifletebilir.
PQC’ye geçişte, FIPS 140-2 gibi savunmasız genel anahtar şifrelemesine atıfta bulunan herhangi bir uyumluluk hedefinin kuantum tehdidiyle birlikte değişmesi gerekeceğini göz önünde bulundurun. Kriptografik orkestrasyon, herhangi bir kriptografi örneğinin hangi algoritmaları, anahtar boyutlarını, anahtar rotasyon politikalarını veya entropi kaynaklarını kullandığına dair görünürlük sağlamanın yanı sıra, savunmasız veya uyumlu olmayan örnekleri kolayca değiştirmenin yollarını sağlayarak bu tür görevleri çok daha kolaylaştırır. “Kendi cihazını getir” (BYOD) ve Nesnelerin İnterneti (IoT) gibi bilgi işlem trendleri nedeniyle bir kuruluştaki cihaz ve uygulama sayısı arttıkça orkestrasyon daha da önemli hale gelecektir.
İşletmeler için PQC Dersleri
Genel olarak PQC’ye geçiş, kurumsal güvenlikle ilgili birkaç önemli hususu ön plana çıkarıyor. Öncelikle PQC standardizasyon süreci halen devam etmektedir. Başvuru ekipleri yazılım ve donanımdaki eksiklikleri gidermeye ve uygulamaları optimize etmeye çalışırken uzmanlar adaylara saldırmaya ve onları araştırmaya devam ediyor. Kısa vadede, değişen PQC ortamı, geçiş sürecini savunmasız genel anahtar algoritmalarından güvenli bir şekilde uzaklaştırmak için kitaplıklarda, protokollerde ve uygulamalarda kriptografik çeviklik gerektirir.
İkincisi, PQC süreci daha geniş anlamda bize kriptografik algoritmaların bir yaşam döngüsüne sahip olduğunu hatırlatır. Klasik açık anahtar algoritmaları yaşam döngülerinin sonuna yaklaşırken PQC algoritmalarının çoğu hâlâ yaşam döngülerinin başındadır. Yeni bir klasik veya kuantum saldırısının belirli bir algoritmayı geçersiz kılıp başka bir geçiş gerektirip gerektirmeyeceğini ya da kuantum hesaplama kadar yıkıcı başka bir teknolojinin ufukta görünüp görünmeyeceğini kimse öngöremez. Sonuç olarak, yeni gelişmelere yeterince yanıt verebilecek sistemler tasarlamamız kritik önem taşıyor. Düzenli ve çevik kriptografi, bu yüce hedefe ulaşmayı ve kuruluşların güvenlik, düzenleme ve uyumluluk hedeflerini geniş ölçekte karşılamasını sağlayacak bir vizyondur.
PQC geçişi, hükümet ve sektördeki kuruluşlar için büyük bir zorluk teşkil etse de, kurumsal kriptografi paradigmasını çeviklik ve orkestrasyondan birine dönüştürmek için harika bir fırsatı da temsil ediyor.