AĞ YÖNETİMİ VE BİLGİ GÜVENLİĞİ - Deneme Sınavı - 5

Açık anahtar şifreleme algoritmaları tek yönlü fonksiyonlar üzerine kurulmuştur. Tek
yönlü fonksiyonlar prensip olarak, verilen girdiye karşılık çıktının kısa sürede hesap edilebilmesi;
ancak bilinen çıktı değerine karşılık gelen girdi değerinin kolayca hesap edilememesine
dayanmaktadır. Açık anahtar şifreleme yöntemlerinde üç farklı tek yönlü fonksiyon
kullanılmıştır. Bu fonksiyonlar tam sayıyı asal çarpanlarına ayırma, ayrık logaritma
ve eliptik eğriler fonksiyonlarıdır.

Açık anahtar şifreleme algoritmalarının uygulanabilmesi için bazı şartları sağlamaları
gerekmektedir. Öncelikle kullanıcılar, hem açık hem de gizli anahtarlarını kolaylıkla
hesaplayabilmelidir. Asimetrik şifreleme algoritmaları kullanılarak şifreli mesaj değiştirmeye
başlamadan önce haberleşecek kişiler, açık ve gizli anahtarlarını üretmelidirler. Açık
anahtarlar yayınlanarak diğer kullanıcılar haberdar edilmelidir. Böylece ilgili kullanıcıyla
güvenli haberleşmek isteyen kişiler kişinin açık anahtarını kullanabilir. İkinci olarak, şifreleme
fonksiyonu ve ilgili anahtar kullanılarak şifreli mesaj kolaylıkla hesaplanmalıdır.
Üçüncü gereksinim ise şifre çözme fonksiyonu ve ilgili anahtar kullanılarak şifreli metinden
açık metin elde etmenin kolaylıkla yapılabilmesidir. Anahtarların üretilmesi, açık
metnin şifrelenerek şifreli metnin elde edilmesi ve şifreli metnin çözülerek açık metnin
hesaplanması işlemleri performans ile ilgilidir. Bu işlemler ne kadar hızlı yapılırsa, algoritmanın
performansı o kadar iyidir.

Açık anahtar şifreleme
algoritmaları oturum anahtarı
paylaşmak, kimlik doğrulama,
inkâr edilemezlik ve güvenli veri
saklama amacıyla kullanılabilir.

Açık
anahtar şifreleme algoritmalarına karşı değişik saldırılar olabilir. Kötü niyetli kişilerin bu
saldırıları gerçekleştirmeleri için üç şey gerekir:

Öncelikle saldırıları gerçekleştirmek için motivasyon gereklidir. Sebepsiz yere saldırıların
gerçekleştiği düşünülemez. Her türlü saldırının arkasında bir motivasyon vardır.
Eğlenmek için bile yapılmış olsa, saldırganların bir motivasyonu vardır. Bu motivasyonlar
arasında tanınma, başkalarınca takdir edilme, politik sebepler, dini sebepler, para ve güç
elde etmek gibi motivasyonlar sayılabilir.

İkinci olarak, kötü niyetli kişilerin saldırıları gerçekleştirmek için kullanacakları bir
metot olmalıdır. Burada anlatılmak istenen kötü niyetli kişilerin saldırı yapacakları sistem
veya algoritma hakkında bilgiye sahip olmaları, belli bir yeteneğe sahip olmaları, ataklar
için gerekli araçlara ve yeterli maddi güce sahip olmaları olarak açıklanabilir.

Son olarak, kötü niyetli kişilerin ihtiyaç duyacağı şey fırsat olarak sıralanabilir. Saldırılacak
sistemde bir açık bulunmalıdır. Açıklar tehditlere yol açan zayıflıklardır. Saldırı
yapacak kişi sistemde var olan açıkları tespit etmeye çalışır. Bu tür zayıflıklar olmadan
saldırıların gerçekleştirilmesi çok zordur.

Açık anahtar şifreleme algoritmalarına karşı yapılabilecek değişik saldırılar vardır.
Bunlardan birincisi, açık anahtar bilgisini kullanarak gizli anahtara ulaşmak şeklinde
açıklanabilir. Bilindiği gibi açık anahtarlar herkes tarafından bilinir. Bu anahtarları elde
etmek için herhangi bir çaba harcamaya gerek yoktur. Açık anahtar bilindiğinde gizli
anahtar elde edilmeye çalışılabilir. Ama anahtarlar belli şartlara göre dikkatli seçilirse,
açık anahtar bilgisinden gizli anahtarın elde edilmesi hesaplama açısından olanaksızdır
denebilir. Benzer şekilde ikinci bir saldırı türü, açık anahtar bilgisi ve bu anahtarla şifrelenmiş
şifreli metin bilgisinden yola çıkarak gizli anahtarı elde etmeye çalışmak olabilir.
Kötü niyetli kişiler açık anahtar bilgisine sahiptir. Daha başarılı bir saldırı gerçekleştirmek
için şifreli metinleri elde edebilirler. Bunun için haberleşmeleri dinleyerek, şifreli olarak
iletilen mesajların şifreli metinlerini biriktirirler. Açık anahtar şifreleme algoritmalarında,
açık anahtar ile beraber şifreli metin bilinse bile, gizli anahtarı elde etmek hesaplama açısından
olanaksızdır.
Diğer saldırı türü, bütün şifreleme algoritmalarına karşı gerçekleştirilen en yaygın
ataklardan biri olan kaba kuvvet atağıdır. Olası bütün anahtarlar sırayla denenerek gizli
anahtar elde edilmeye çalışılır. Bu nedenle anahtar uzunluğu, bu tür saldırılara karşı yeterli
güvenlik sağlayacak şekilde belirlenmelidir. Anahtar uzunluğu arttıkça performansın
düşeceği de unutulmamalıdır.

Kriptografik algoritmalar ve protokoller dört temel alanda gruplandırılır. Bu gruplar;
• Simetrik şifreleme,
• Açık anahtar şifreleme,
• Veri bütünlüğü ve
• Kimlik doğrulama olarak sıralanabilir

Simetrik şifreleme algoritmalarının beş temel öğesi vardır:

Bu temel bileşenler değişkenlerle ifade edilir. Açık veya düz metin P, şifrelenmiş metin
C, gizli anahtar K, şifreleme fonksiyonu E ve çözme fonksiyonu D ile temsil edilir.

Bilgisayar bilimlerinde üç farklı rastgele sayı vardır (Paar ve Pelzl, 2010);

RC4, Ron Rivest tarafından 1987 yılında geliştirilmiştir (Katz ve Lindell, 2014). 40 ila 256 bit arasında değişken boyutta gizli anahtar kullanmaktadır. Algoritmanın temeli rastgele karıştırmaya (permutasyon) dayanmaktadır.

Blok şifreleme, iletilecek mesajı kullanılacak yönteme bağlı olarak eşit uzunlukta parçalara ayırarak şifrelenmiş metne dönüştürür.

Affine şifreleme yöntemi Sezar yönteminin geliştirilmesiyle elde edilmiştir. Şifreleme işlemi için açık metin belirlenen bir sayı ile çarpılır ve Sezar şifrelemesinde olduğu gibi
öteleme miktarıyla toplanır. Şifreleme ve çözme fonksiyonları aşağıdaki gibidir:
Şifreleme fonksiyonu: y = a * x + b mod 26
Çözme fonksiyonu: x = a-1 (y – b) mod 26

Data Encryption Standard (DES–Veri Şifreleme Standardı) IBM tarafından geliştirilen,
Amerikan Ulusal Güvenlik Ajansı tarafından algoritmanın bazı adımlarında değişiklik yapılarak kabul edilen ve 1977 – 2001 yılları arasında yaygın şekilde kullanılan bir blok şifreleme algoritmasıdır (Paar ve Pelzl, 2010).

AES şifreleme algoritmasının turları üç temel işlemden oluşmaktadır:
• Anahtar ekleme katmanı: Tur anahtarı ile durum matrisi XOR’lanır
• Bayt yer değiştirme katmanı: Durum matrisi S-Box adı verilen doğrusal olmayan
bir tablo ile dönüştürülür.
• Yayılma katmanı

Çıktı Geribesleme Modu (Output Feedback Mode–OFM): Bu mod dizi şifreleme
algoritmalarında kullanılır. İlk olarak, rastgele üretilen başlangıç vektörü şifreleme
algoritmasına girdi olarak gönderilir. Şifreleme algoritmasının çıktısı açık metin ile
XOR’lanır ve ilk şifrelenmiş metin bloğu elde edilir.

Wi-Fi ağların kullanımında en büyük sorun, ağa yetkisiz kişilerin dâhil olmasıdır. Bunu önlemek için ağ kaynağına çeşitli şifreleme algoritmalarıyla erişim kontrolü uygulanabilmektedir. WEP (Wired Equivalent Privacy – Kabloya Eşdeğer Mahremiyet) olarakBbilinen şifreleme yöntemi kolayca kırılabilmektedir ve ağa sızmaların gerçekleştiği, zamanBiçerisinde çokça gözlemlenmiştir. Bu algoritma yerine WPA (Wi-Fi Protected Access - Wi-Fi Korumalı Erişim) ve WPA2 teknolojileri devreye sokulmuştur. WPA ve WPA2’nin daha güvenilir bir şifreleme imkânı sunduğu gerçektir. Son yıllarda ortaya konan bir erişim kısıtlama metodu olan WPS (Wi-Fi Protected Setup – Wi-Fi Korumalı Kurulum) ise iki cihazın birbiri ile anlaşması esasına dayanan bir erişim kontrolü sunmaktadır.

En az iki istemcinin birbirine bağlanması ile oluşturulan bilgisayar ağları, temelde iki ana amaca ulaşmak üzere gerçeklenir. Bu amaçlardan ilki, istemciler arasında bilgi paylaşımı yapabilmektir. Başka bir deyişle, bir istemcide depolanan bilginin diğer bir istemciye, herhangi bir fiziksel kayıt ortamı (Floppy disk, CD, DVD, taşınabilir sabit sürücü, flash bellek vb.) kullanılmaksızın aktarımını sağlamaktır. İkinci amaç ise istemcilere bağlı donanımların ağa bağlı olan diğer istemcilerle ortak kullanımını sağlamaktır. İşte temelde bu iki amacı gerçekleştirmek üzere tasarlanan ve belirli bir bölgedeki bilgisayarları birbirine bağlayarak onları istemciler haline getiren yapılara bilgisayar ağları denir.

1972 yılında XEROX firması tarafından geliştirilmeye başlanan Ethernet protokolü ve bu protokolü uygulayan bütünleşik devre kartları, 1975 yılında piyasaya sürülmüştür. Bu kartın ilk sürümü, 1 km. uzunluğunda kablo ile 100’den fazla bilgisayarı birbirine yaklaşık 3 Mbps (saniyede 3 megabit) hızında bağlamayı amaçlamıştır. Daha sonra 10 Mbps ve giderek artan hızlarda ağ bağlantısı desteklenmiştir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

VPN (Virtual Private Network – Sanal Özel Ağ): Sanal olarak uzaktaki bir cihazın ağın içerisine dâhil olmasını sağlayan özel bir ağ türüdür. Uzak makine, Sanal Özel Ağ sayesinde fiziksel olarak uzaktaki bir ağa dâhilmiş gibi davranmakta ve o ağ ile veri alış verişinde bulunmaktadır. Örnek vermek gerekirse, ticari paket program kullanan bir firmanın uzaktaki deposunun bilgisayarı, Sanal Özel Ağ sayesinde firma merkezinde kurulu bulunan ağa ve sunucu makineye bağlanmakta, irsaliye, fatura işlemlerini gerçekleştirmekte, stok kayıtlarını ve cari hesapları güncellemektedir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Ağ çeşitlerinin bir başka türü, ağı oluşturan düğümlerin birbirleri ile olan haberleşme ortamlarına göre ağları çeşitlendirmektir. Birçok farklı bağlantı ortamı bulunmasına karşın, en sık kullanılan teknolojiler olan ATM, FDDI, Token Ring (Andıçlı Halka) ve Ethernet bağlantı ortamlarından bahsedilecektir.

ATM (Asynchronous Transfer Mode – Eşzamansız Aktarım Modu): Verilerin sabit büyüklükte hücreler halinde aktarılmasını sağlayan bir veri aktarım modelidir. Hücreler halinde veri aktarımı paket anahtarlama tekniğine uygundur. Fakat aynı zamanda bu modelde sanal devreler oluşturularak devre anahtarlama modelinden de faydalanılır. ATM ile küçük paketler, donanım desteği ile 10 Gbps gibi yüksek hızlarda alıcı düğümlere iletilir.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface – Fiber Dağıtılmış Veri Arayüzü): Fiber optik kablolar ile kullanılmak üzere geliştirilmiş yüksek hızlı bir bilgisayar ağı çeşididir. Ethernetin yeterli hıza ulaşamadığı geçmiş zamanlarda yüksek hızlı veri aktarımı için kullanılmıştır. Ethernet teknolojisindeki hızlanma sayesinde popülerliğini yitirmiştir.

Token Ring (Andıçlı Halka): Andıç adı verilen ve 3 bayttan oluşan bir veri paketinin düğümleri dolaşmasını esas alan bağlantı ortamıdır. Tahmin edilebileceği gibi halka topolojisi ile birlikte kullanılır. Andıca sahip düğüm veri gönderme hakkına sahiptir. Andıç, halkanın tümünü dolaşarak tüm düğümlerin sırasıyla veri göndermesi sağlanmaktadır.

Ethernet: Günümüzde en yaygın kullanılan bağlantı ortamıdır. Genellikle yerel alan ağlarında kullanılmaktadır. İlk olarak XEROX firması tarafından geliştirilen Ethernet, zaman içerisinde standartlaşarak günümüze kadar gelmiştir. Temeli, bir kablo vasıtasıyla bilgisayarların birbirine bağlanması ve veri alış verişine imkân sağlanması mantığına dayanmaktadır. Farklı hızlarda ve kablo türlerinde kullanım desteği de yaygınlaşmasında önemli rol oynamıştır.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.