Kuantum Kriptografi ve Anahtar DaÄıtım Protokolleri - Akademik ...
Kuantum Kriptografi ve Anahtar DaÄıtım Protokolleri - Akademik ...
Kuantum Kriptografi ve Anahtar DaÄıtım Protokolleri - Akademik ...
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Kuantum</strong> <strong>Kriptografi</strong> <strong>ve</strong> <strong>Anahtar</strong> Dağıtım <strong>Protokolleri</strong>Ergün Gümüşdayanmaktaydı. Veriyi ifade etmek için elektriksinyallerinin yerine evrende bilinen en hızlıenerji olan ışığın kullanılması fikri “kuantumhesaplama” kavramını doğurmuş <strong>ve</strong> eski donanımlarlaçözümü binlerce yıl sürecek olan problemlerinkuantum bilgisayarlar ile saatler içindeçözülebileceği görülmüştür. Bu durum, ilgiyi <strong>ve</strong>rininşifrelenmesinden ziyade gü<strong>ve</strong>nli bir şekildeiletilmesine kaydırmıştır. Bu noktada mevcutşifreleme yöntemleri için bir tehdit haline gelenkuantum mekaniği çözümü de “<strong>Kuantum</strong> <strong>Kriptografi</strong>”kavramı ile beraberinde getirmiştir.Montreal üni<strong>ve</strong>rsitesinden Gilles Brassard tarafındanöne sürülmüştür. Bu nedenle literatürdekendisinden sonra önerilen diğer protokollerleen fazla karşılaştırılan protokoldür.Bu protokolde anahtar iletimi için dört farklı tiptepolarizasyon açısına sahip fotonlar kullanılmaktadır.Şekil 1’de görülen bu dört polarizasyonaçısı iki farklı kubit değerini simgelemektedir.<strong>Kuantum</strong> kriptografi, temel bir fizik kanunuolan Heisenberg’in belirsizlik ilkesine dayanmaktadır.Bu ilkeye göre, kuantum fiziğinde birnesnenin (foton) aynı anda iki özelliği (konum<strong>ve</strong> momentum) birden ölçülemez <strong>ve</strong> bu özelliklerdenbiri için sırayla yapılan ilk ölçüm ikinciölçümün sonucunu belirsiz hale getirir. Bu ilke,optik hatlar üzerinden iletilen en küçük ışıkparçacığı olan fotonun, polarizasyonuna bağlıolarak taşıdığı <strong>ve</strong>rinin (kubit) arka arkaya yapılacakölçümler (okumalar) ile bozulacağını önesürmektedir. Hatasız iletim hatlarında kaynaktanhedefe iletilmekte olan <strong>ve</strong>rinin bozulması,arada istenmeyen bir şahıs tarafından <strong>ve</strong>rininokunmaya çalışıldığı anlamına gelir. Bu durumdaalıcı <strong>ve</strong> gönderici taraflar hattın dinlenipdinlemediğinden emin olabilir. Ancak günümüzteknolojisiyle optik hatlar üzerinde hatasız <strong>ve</strong>ri(kuantum kriptografi için “anahtar”) iletimimümkün değildir. Bu nedenle hat üzerinden iletilenanahtarın kabulü <strong>ve</strong> düzeltilmesi için çeşitlianahtar dağıtım protokolleri öne sürülmüştür.Bu protokoller ikinci bölümde incelenmiştir.2. <strong>Kuantum</strong> <strong>Anahtar</strong> Dağıtım <strong>Protokolleri</strong>Günümüze kadar kuantum kriptografi’de kullanılmaküzere pek çok anahtar dağıtım yöntemiöne sürülmüştür. Bu protokollerin başlıcaörnekleri şu şekildedir:2.1 BB84 (Bennett&Brassard 1984)İlk anahtar dağıtım protokolü olan BB84, IBMaraştırma bölümünden Charles Bennett <strong>ve</strong>548Şekil 1. BB84 protokolü için polarizasyonkubitdeğeri eşleşmesi45º <strong>ve</strong> 90º polarizasyona sahip fotonların0 anlamlı bir kubit bilgisini taşıdığı,0º <strong>ve</strong> 135º polarizasyona sahip fotonların da1 anlamlı kubit bilgisini taşıdığı görülmektedir.Bu seçim isteğe göre düzenlenebilir. Ancakbu eşleşme doğru gönderim/okuma işlemi içinhem gönderici hem de alıcı tarafta aynı şekildebelirlenmelidir.Sistemde fotonlar – , /, | , \ tipinde 4 farklıpolarizasyon temelinden geçirilerek sırasıyla0º, 45º, 90º <strong>ve</strong> 135º polarizasyonlarasahip olmakta <strong>ve</strong> yine bu fotonlar+ (düz) <strong>ve</strong>ya × (köşegen) tipte ikili filtrelerdengeçirilerek okunmaktadır[2]. Düz <strong>ve</strong> köşegenfiltrelerin ikisi de 0 <strong>ve</strong> 1 değerli kubit’leri okuyacakyapıya sahiptir.<strong>Anahtar</strong> iletimi sonunda gönderici <strong>ve</strong> alıcı açıkbir kanaldan iletişime geçerek her bit için sıraylakullandıkları filtrelerin tipini birbirleriylepaylaşmakta <strong>ve</strong> gönderim <strong>ve</strong> alım sırasındaaynı tipte filtre kullanılmayan bitleri kalıcı olarakelemektedir.Bu protokol “araya giren” (man in the middle)<strong>ve</strong> “foton kopyalama” (photon number split-
Change language