Şifreleme temelleri: gizlemek, imzalamak, özetlemek

Kilitleyerek gönderdiğin bir kutuyu düşün. İçindekini başkaları görmesin, kutunun gerçekten beklediğin kişiden geldiğini anlayabilesin ve yolda değiştirilip değiştirilmediğini fark edebilesin. Bu üç ihtiyaç birbirine benzer görünür; kriptografide ise farklı araçlarla karşılanır.

Üç farklı ihtiyaç

• Şifreleme, veriyi doğru anahtara sahip olmayan kişiler için okunamaz hâle getirir.
• Dijital imza, verinin belirli bir özel anahtara sahip kişi veya sistem tarafından imzalandığını ve sonradan değiştirilmediğini doğrulamaya yardım eder.
• Kriptografik özetleme (hash), veriden sabit uzunlukta bir özet üretir. Aynı veri aynı özeti verir; küçük bir değişiklik özeti değiştirir.

Hash bir şifreleme türü değildir. Şifrelenmiş veri doğru anahtarla çözülebilir; güvenli bir hash işlevi ise özetten asıl veriye dönmeyi zorlaştıracak biçimde tasarlanır.

Şifreleme nasıl çalışır?

Simetrik şifrelemede aynı gizli anahtar veriyi hem şifrelemek hem çözmek için kullanılır. Hızlı olduğu için dosya ve bağlantı trafiği gibi büyük miktardaki veriyi korumaya uygundur. Temel soru, ortak anahtarın iki tarafa güvenle nasıl ulaştırılacağıdır.

Açık anahtarlı kriptografide bir açık anahtar ve yalnız sahibinde kalması gereken bir özel anahtar bulunur. Kullanılan algoritmaya göre bu yapı anahtar anlaşması, şifreleme veya dijital imza sağlayabilir; her açık anahtar algoritması bu işlerin tamamını yapmaz. Büyük veriyi doğrudan bu yöntemle işlemek yerine çoğunlukla güvenli bir başlangıç kurmak için kullanılır.

Parolalar neden yalnızca hash'lenmez?

Bir parola kısa ve tahmin edilebilir olabilir. Bu nedenle yalnızca hızlı bir hash almak yeterli değildir: biri olası parolaları deneyip sonuçları karşılaştırabilir.

Parola saklamak için her kullanıcıya özel, rastgele bir salt ve parola amacıyla tasarlanmış yavaş ya da bellek maliyetli bir hash yöntemi kullanılır. Salt gizli olmak zorunda değildir; aynı parolaların aynı özeti üretmesini engeller. Yavaşlık ise çok sayıda tahmini pahalılaştırır. Sistem giriş sırasında aynı işlemi uygular ve sonucu kayıtlı değerle karşılaştırır.

HTTPS bu araçları nasıl birleştirir?

Güncel TLS bağlantılarında sunucu genellikle sertifikasıyla hangi kimliği temsil ettiğini bildirir ve özel anahtara sahip olduğunu bir imzayla kanıtlar. Tarayıcı ile sunucu çoğunlukla geçici bir anahtar anlaşması yapar ve buradan oturuma özel simetrik anahtarlar türetir. Sonraki trafik, gizlilik ile bütünlüğü birlikte sağlayan hızlı simetrik yöntemlerle korunur.

Buradaki ders tek bir TLS akışını ezberlemek değil, doğru ihtiyaca doğru aracı seçmektir: gizlilik için şifreleme, kaynağı ve bütünlüğü doğrulamak için imza, veriyi karşılaştırmak için hash. Sıradaki Kimlik doğrulama ve yetkilendirme konusu, bu güven araçlarından kullanıcı kimliği ve izin kararlarına geçer.