Siber güvenlik dünyası, gelecekteki en büyük tehditlerden biri olarak kabul edilen kuantum bilgisayarlara karşı savunma mekanizmalarını güçlendirmek için yeni bir çığır açan şifreleme yöntemiyle tanıştı. Bilgisayar bilimcileri tarafından geliştirilen bu yenilikçi teknoloji, hassas verileri, özellikle de video dosyalarını, kuantum bilgisayarların kırabileceği mevcut şifreleme sistemlerine karşı korumayı amaçlıyor.
IEEE Transactions on Consumer Electronics dergisinde yayınlanan ve yakın zamanda kamuoyuna duyurulan bir çalışmada, araştırmacılar, hem mevcut saldırılara hem de gelecekteki kuantum destekli saldırılara karşı dayanıklı, hibrit bir şifreleme çerçevesi önerdi. Bu çerçeve, güvenlik kameralarından görüntülerden video konferanslara kadar her türlü video verisini korumak üzere özel olarak tasarlandı.
Kuantum bilgisayarların kimya ve ileri malzemeler gibi alanlarda devrim yaratması beklenirken, aynı teknoloji siber güvenlik için de ciddi endişeler doğuruyor. Bankacılık işlemleri, özel mesajlar ve güvenli web siteleri gibi pek çok veriyi koruyan mevcut şifreleme yöntemleri, günümüzün en hızlı süper bilgisayarlarının bile çözmesi milyonlarca yıl sürecek karmaşık matematiksel problemler üzerine kurulu. Ancak yeterince güçlü bir kuantum bilgisayar, bu problemleri saatler veya günler içinde çözerek, şu anda güvende kabul edilen verileri açığa çıkarabilir.
Konuyla ilgili bir açıklamada, Florida Uluslararası Üniversitesi Dijital Adli Tıp Mükemmeliyet Merkezi'nde profesör ve yönetici olan S.S. Iyengar, “Normal bir bilgisayar korsanlığını, geleneksel bir kapı kilidini açmaya çalışmak gibi düşünebilirsiniz; her kombinasyonu denemek günler, hatta yıllar sürebilir. Ancak bir kuantum bilgisayar korsanlığı, birden çok kombinasyonu aynı anda deneyebilen bir anahtara sahip olmak gibidir. Kuantum tehditlerini bu kadar güçlü yapan da budur” dedi.
Kare Kare Kuantum Güvenli Şifreleme
Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, videoların internet üzerinden nasıl şifrelendiğine ve iletildiğine odaklandı. Geliştirilen sistem, geleneksel güvenlik tekniklerini, kuantum bilişimin ilerlemesi durumunda bile dayanıklı kalacak unsurlarla birleştiriyor. Videoyu tek bir büyük dosya olarak şifrelemek yerine, bu yöntem iletimden önce bireysel kareleri karıştırmak için sözde rastgele anahtarlar üretiyor.
Pratikte, video verileri yalnızca yetkili kullanıcıların çözebileceği şifreleme anahtarları kullanılarak şifrelenir. Saldırganlar iletimi engellese bile, doğru anahtar olmadan temel bilgiler okunamaz durumda kalır.
Bu tekniği geleneksel yaklaşımlardan ayıran şey, videonun yapısına odaklanmasıdır. Video dosyaları genellikle desenler içerir — sıkıştırma algoritmaları veya kare benzerlikleri tarafından oluşturulan tekrarlanan yapılar — bu da saldırganların kriptanaliz sırasında bazen bu zayıflıkları sömürmelerine olanak tanır. Yeni çerçeve, şifrelenmiş video karelerinin rastgeleliğini veya “entropisini” artırarak bu desenleri ortadan kaldırmayı hedefler.
Çalışmaya göre, bu istatistiksel rastgelelik, şifreleme gücünün nasıl ölçüldüğünde kilit bir faktördür. Simülasyonlarında araştırmacılar, karıştırılmış verinin ne kadar rastgele göründüğü ve komşu veri noktalarının ne kadar birbirine benzediği gibi faktörleri ölçtüler. Çıktı ne kadar rastgele ve tespit edilebilir desenler ne kadar az içeriyorsa, saldırganların analiz etmesi o kadar zor olurdu.
Bu testlere dayanarak ekip, sistemlerinin simülasyonlarında benzer video şifreleme yöntemlerinden yaklaşık %10 ila %15 oranında daha iyi performans gösterdiğini belirtti. Elde edilen bu ilerlemeler, temel olarak saldırganların şifrelenmiş dosyaları analiz ederken ipucu olarak kullandığı desenlerin kaldırılmasından kaynaklanıyor.
Tasarımın bir diğer önemli yönü ise, günümüzün geleneksel bilgisayarlarında çalışabilmesidir. Sistem, gelecekteki kuantum bilişim tehditleri göz önünde bulundurularak tasarlanmış olsa da, özel kuantum donanımı gerektirmiyor. Bu, video konferans, bulut depolama veya gözetim sistemleri için şu anda kullanılan mevcut altyapıya teorik olarak entegre edilebileceği anlamına geliyor.
'Q-Günü'ne Karşı Koruma
Bu yeni teknik, “Q-Günü”ne hazırlanmak için yürütülen çok daha büyük bir çabanın yalnızca bir parçasıdır. Q-Günü, kuantum bilgisayarların üstünlük elde ederek yaygın olarak kullanılan şifreleme sistemlerini kıracak kadar güçlü hale geleceği varsayımsal bir gelecekteki anı ifade eder. Dünya çapındaki hükümetler ve endüstri grupları şimdiden savunmasız kriptografik standartları kuantum dirençli alternatiflerle değiştirmek için çalışıyor.
Kuantum çağı güvenliğine hazırlanma çabası şimdiden underway. Örneğin, ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), gelecekteki kuantum makinelerinin saldırılarına dayanacak şekilde tasarlanmış yeni şifreleme biçimlerini değerlendirmek için yıllarını harcadı. Kurum şu anda bu algoritmaların birkaçını standartlaştırıyor, böylece nihayetinde bugün internet genelinde kullanılan açık anahtar sistemlerinin yerini alabilirler.
Yeni araştırma, bu gelişmekte olan standartları değiştirmiyor. Aksine, özellikle video verileri için tasarlanmış tamamlayıcı bir koruma katmanı sunuyor. Video iletişimi iş, hükümet ve günlük yaşamda giderek daha merkezi hale gelirken ve sentetik medya ile deepfake'ler oluşturmak kolaylaşırken, video akışlarının güvenli ve doğrulanmış kalmasını sağlamak giderek daha önemli hale geliyor.
Araştırmacılar, sistemi küçük test dosyalarından tam uzunlukta video akışlarına ve gerçek zamanlı iletişim platformlarına kadar ölçeklendirmek için çalışıyor. Başarılı olursa, teknoloji veya benzer bir sistem, kurumsal toplantılardan gözetim ağlarına kadar her şeyi hem günümüzdeki bilgisayar korsanlarından hem de gelecekteki kuantum bilgisayarlarından korumak için kullanılabilir.
