AES algoritması, şifreleme dünyasında bir ihtilal niteliği taşır ve kökleri 1990’lı yıllara dayanır. 1997’de NIST, eski bilgi şifreleme standardı olan DES’in (Data Encryption Standard) yerini alacak bir algoritma bulmak hedefiyle bir yarış düzenledi. DES, birinci kere 1977’de standart olarak belirlenmişti, lakin vakitle artan hesaplama gücü sayesinde zayıflamış ve kırılabilir hale gelmişti. Bu nedenle daha inançlı, daha süratli ve çağdaş gereksinimlere uygun yeni bir şifreleme standardı gerekliydi.
NIST’in düzenlediği yarışa dünya çapında birçok kriptografi uzmanı katıldı ve beş finalist ortasından Belçikalı kriptograflar Joan Daemen ve Vincent Rijmen tarafından geliştirilen Rijndael algoritması kazanan olarak seçildi. Rijndael, esneklik ve güvenlik açısından üstün performans gösterdiği için “Advanced Encryption Standard” olarak kabul edildi ve 2001 yılında resmen yayımlandı.
AES’İN YAPISI VE ÇALIŞMA PRENSİBİ
AES, simetrik bir blok şifreleme algoritmasıdır. Simetrik şifreleme, şifreleme ve çözme süreçlerinin tıpkı anahtarı kullanarak gerçekleştirildiği bir prosedürdür. AES, data bloklarını şifrelemek için makul boyutlarda anahtarlar kullanır: 128-bit, 192-bit ve 256-bit. Bu, AES algoritmasının güçlü ve esnek olmasını sağlayan değerli bir özelliktir. AES şifreleme süreci, birkaç cinsten (round) oluşur ve bu çeşitlerin sayısı kullanılan anahtar boyutuna nazaran değişir:
128-bit anahtar için 10 tıp,
192-bit anahtar için 12 tıp,
256-bit anahtar için 14 tıp.
AES’in çalışma prensibi, bilgi bloklarının muhakkak adımlarla şifrelenmesini içerir. Her bir çeşitte şu dört temel süreç gerçekleştirilir:
1. Byte Substitution (Bayt Değiştirme): Bu adımda her bayt, evvelce belirlenmiş bir tablo (S-Box) kullanılarak öbür bir bayta dönüştürülür. Bu süreç, bilgi bloklarının kırılmasını zorlaştıran bir karıştırma fonksiyonudur.
2. Shift Rows (Satır Kaydırma): Şifreleme sırasında, her bilgi bloğunun satırları makul bir ölçüde kaydırılır. Bu süreç, baytlar ortasındaki bağlantıyı bozar ve şifrelemenin daha karmaşık hale gelmesine katkı sağlar.
3. Mix Columns (Sütun Karıştırma): Her sütun, özel bir matematiksel süreçle başka sütunlarla karıştırılır. Bu, şifrelenmiş data bloklarının daha homojen ve rastgele görünmesini sağlar.
4. Add Round Key (Tur Anahtarını Ekleme): Şifreleme sürecinin her cinsinde, bilgi bloklarına o tipe özel bir anahtar eklenir. Bu anahtar, AES’in anahtarı kullanılarak türetilir ve şifreleme sürecinin temelini oluşturur.
Bu süreçler tekrarlanarak bilgi blokları şifrelenir ve her bir adım, şifreli metni daha karmaşık ve çözülmesi sıkıntı bir hale getirir. Şifre çözme süreci, şifreleme sürecinin aksine gerçekleştirilir. AES’in bu yapısı, ona hem güçlü güvenlik sağlar hem de hesaplama açısından faal olmasını mümkün kılar.
AES’İN GÜVENLİĞİ VE KULLANIM ALANLARI AES, güvenlik açısından son derece güçlü bir algoritmadır. Anahtar boyutunun büyüklüğü (128, 192, yahut 256 bit), brute-force (kaba kuvvet) ataklarına karşı çok güçlü bir savunma sağlar. 128-bit bir AES anahtarı, teorik olarak 2^128 mümkünlük sunar, bu da çağdaş bilgisayarlarla dahi trilyonlarca yıl sürebilecek bir çözme mühleti manasına gelir. Bu nedenle, AES günümüzde en inançlı şifreleme formüllerinden biri olarak kabul edilir. AES algoritması, birçok farklı alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilhassa:Askeri ve Devlet Kurumları:
Yüksek derecede zımnilik gerektiren dokümanların şifrelenmesinde kullanılır.
Finansal Sistemler: Bankalar ve başka finans kuruluşları, süreçleri ve kullanıcı bilgilerini korumak için AES algoritmasını tercih eder.
Kablosuz Ağ Güvenliği: Wi-Fi güvenlik protokollerinden WPA2, AES ile şifreleme sağlar.
Dosya Şifreleme: Değerli belgelerin korunması için yaygın olarak kullanılır. Örneğin, sıkıştırılmış evrak formatları (zip) ve sabit disk şifreleme araçları AES kullanır.
VPN ve SSL/TLS: Sanal özel ağlar (VPN) ve internet üzerindeki inançlı kontaklar için kullanılan SSL/TLS protokollerinde AES şifrelemesi tercih edilir.
AES’İN ÖBÜR ŞİFRELEME USULLERİYLE KARŞILAŞTIRILMASI AES, şifreleme algoritmaları ortasında bilhassa güvenlik, sürat ve verimlilik açısından öne çıkar. Lakin, başka şifreleme yollarıyla karşılaştırıldığında da bu üstünlükleri net bir formda görülür. Örneğin:1. DES ve 3DES:
AES, DES’in yerini almak üzere geliştirilmiştir. DES, yalnızca 56-bit anahtar uzunluğu sunduğu için kırılması nispeten daha kolaydır. Ayrıyeten 3DES (Triple DES), DES’in güvenlik açıklarını kapatmak için geliştirilmiş bir formüldür, lakin bu metot de hem işlemciyi daha fazla yorar hem de AES kadar inançlı değildir. Bu yüzden, AES, hem DES hem de 3DES’e nazaran daha süratli ve inançlıdır.
2. RSA: RSA, AES’den farklı olarak bir asimetrik şifreleme algoritmasıdır. Asimetrik şifreleme, bir açık anahtar ve bir saklı anahtar kullanarak bilgiyi şifreler ve çözer. RSA, şifreleme için büyük sayılar üzerinde karmaşık matematiksel süreçler kullanır, bu da onu AES’den daha yavaş hale getirir. AES, simetrik olduğu için büyük bilgi bloklarını süratlice şifreleyebilirken, RSA daha küçük bilgi blokları ve anahtar değişimi üzere süreçler için tercih edilir.
3. Blowfish ve Twofish: AES ile misal biçimde simetrik şifreleme algoritmaları olan Blowfish ve Twofish de güçlü güvenlik sunar. Lakin AES, daha fazla tahlil edilmiş ve dünya çapında daha geniş bir kabul görmüştür. Blowfish, bilhassa küçük anahtar boyutları için uygun olsa da AES, çoklukla daha verimli ve inançlı bir tahlil olarak kıymetlendirilir.
AES’İN GELECEĞİ AES, şu ana kadar bilinen hiçbir hücum sistemiyle kırılmamış ve güvenlik açıkları bulunmamıştır. Lakin kriptografi alanında daima gelişen teknoloji ve kuantum hesaplama üzere yenilikler, gelecekte daha güçlü şifreleme formüllerine gereksinim duyulabileceği manasına gelir. Bilhassa kuantum bilgisayarların gelişimi, klasik şifreleme algoritmalarını tehdit edebilir. Kuantum bilgisayarlar, klâsik bilgisayarların çok üzerinde bir süreç gücü sunarak AES üzere algoritmaların güvenliğini tehlikeye atabilir. Bu mümkünlük, kuantum-şifreleme üzere yeni jenerasyon şifreleme tekniklerinin araştırılmasını hızlandırmıştır. Fakat şimdilik AES, hem bireyler hem de büyük kurumlar tarafından en muteber şifreleme prosedürlerinden biri olarak kullanılmaya devam ediyor. AES, çağdaş şifreleme dünyasında en yaygın ve muteber algoritmalardan biridir. Joan Daemen ve Vincent Rijmen tarafından geliştirilen bu algoritma, ABD ve dünya genelinde güvenlik standartlarına uygun biçimde kullanılmaktadır. Güçlü güvenlik yapısı, sürat ve esneklik özellikleri sayesinde AES, günümüzde birçok farklı alanda bilgi güvenliğini sağlamaktadır. AES’in gelişmiş yapısı ve matematiksel dayanıklılığı, onu öteki şifreleme yollarından ayırarak bilhassa yüksek güvenlik gerektiren uygulamalarda öne çıkarmaktadır.
