How quantum physics can make encryption stronger | Vikram Sharma

Çeviri: Fatih Yürekli Gözden geçirme: Figen Ergürbüz

Recently, we've seen the effects of cyber attacks on the business world.

Son zamanlarda, iş dünyasında siber saldırıların etkisini görmekteyiz.

Data breaches at companies like JP Morgan, Yahoo, Home Depot and Target

JP Morgan, Yahoo, Home Depot ve Target gibi şirketlerdeki veri ihlalleri

yüz milyonlarca doların hatta bazı vakalarda milyarlarca doların

have caused losses of hundreds of millions

and in some cases, billions of dollars.

kaybına sebep olmuştur.

It wouldn't take many large attacks to ravage the world economy.

Dünya ekonomisini harap etmek için birkaç büyük saldırı yeterli olurdu.

And the public sector has not been immune, either.

Kamu sektörü de bu durumdan etkilenmiştir.

In 2012 to 2014,

2012 ve 2014 yılları arasında

there was a significant data breach at the US Office of Personnel Management.

ABD Personel Yönetimi Ofisi'nde önemli veri ihlalleri vardı.

Security clearance and fingerprint data was compromised,

Güvenlik erişim yetkisi ve parmak izi verileri ele geçirildi

affecting 22 million employees.

bu durum 22 milyon çalışanı etkiledi.

And you may have heard of the attempt by state-sponsored hackers

Birkaç ülkede devlet destekli hackerların seçim sonuçlarını etkilemek için

to use stolen data to influence election outcomes in a number of countries.

çalıntı verileri kullanma teşebbüslerini duymuş olabilirsiniz.

Two recent examples are the compromise of a large amount of data

Son zamanlardaki iki örnek Almanya Ulusal Parlamentosu Bundestag'dan

from the Bundestag, the national Parliament of Germany,

çok miktarda verinin gizliliğinin ihlali

and the theft of emails from the US Democratic National Committee.

ve ABD Demokratik Ulusal Komitesi'nden e-postaların çalınmasıdır.

The cyber threat is now affecting our democratic processes.

Siber tehdit şimdi bizim demokratik işleyişimizi etkilemektedir.

And it's likely to get worse.

Bu muhtemelen daha da kötüye gidecek.

As computer technology is becoming more powerful,

Bilgisayar teknolojisi güçlendikçe verilerimizi korumak için

the systems we use to protect our data are becoming more vulnerable.

kullandığımız sistemler daha savunmasız hâle gelmektedir.

Adding to the concern is a new type of computing technology,

Ayrıca kuantum işlemcisi adı verilen yeni bilgisayar teknolojisi de

called quantum computing,

endişeleri arttırmaktadır.

which leverages microscopic properties of nature

Mikroskobik özelliklerinin avantajını kullanarak

to deliver unimaginable increases in computational power.

işlemsel güçte hayal bile edilemeyecek artışlar sağlamaktadır.

It's so powerful that it will crack many of the encryption systems

Bugün kullandığımız kriptolama sistemlerinin çoğunu

that we use today.

kırabilecek kadar güçlüdür.

So is the situation hopeless?

Durum ümitsiz mi?

Should we start packing our digital survival gear

Dijital hayatta kalma ekipmanımızı çıkarmalı

and prepare for an upcoming data apocalypse?

ve gelecek olan verilerin kıyamet gününe hazırlanmalı mıyız?

I would say, not yet.

Henüz değil.

Quantum computing is still in the labs,

Kuantum bilgisayar hâlâ laboratuvarlarda

and it will take a few years until it's put to practical applications.

ve pratik uygulamaya geçmesi birkaç yıl daha sürecek.

More important,

Daha önemlisi,

there have been major breakthroughs in the field of encryption.

kriptolama alanında büyük gelişmeler var.

For me, this is a particularly exciting time

Benim için, bu güvenli haberleşme tarihinde

in the history of secure communications.

özellikle heyecan verici bir zaman.

About 15 years ago,

Yaklaşık 15 yıl önce,

when I learned of our new-found ability

doğada var olmayan kuantum etkilerini yaratmanın

to create quantum effects that don't exist in nature,

bir yolunu bulduğumuzu öğrendiğimde

I was excited.

heyecanlanmıştım.

The idea of applying the fundamental laws of physics

Kriptolamayı daha kuvvetli yapmak için

fiziğin temel kurallarını uygulama fikri

to make encryption stronger

really intrigued me.

beni gerçekten cezbetmişti.

Today, a select groups of companies and labs around the world, including mine,

Bugün, dünyadaki belirli şirket grupları ve laboratuvarlar, benimki de dâhil,

pratik uygulamalar için bu teknolojiyi olgunlaştırıyorlar.

are maturing this technology for practical applications.

That's right.

Bu doğru.

We are now preparing to fight quantum with quantum.

Şu anda kuantuma karşı kuantumla savaşmak için hazırlık yapıyoruz.

So how does this all work?

Peki bütün bunlar nasıl işliyor?

Well, first, let's take a quick tour of the world of encryption.

İlk olarak, kriptolama dünyasında hızlı bir tur atalım.

Bunun için, bir evrak çantasına arkadaşınız James Bond'a

For that, you'll need a briefcase,

some important documents that you want to send your friend, James Bond,

göndermek istediğiniz bazı önemli dokümanlara

ve bunu güvende tutmak için kilide ihtiyacınız olacak.

and a lock to keep it all safe.

Dokümanlar çok gizli olduğu için gelişmiş bir evrak çantası kullanacağız.

Because the documents are top secret, we're going to use an advanced briefcase.

It has a special combination lock

Bu kapatıldığı zaman dokümanlardaki

which, when closed,

tüm metni rastgele sayılara çeviren

converts all the text in the documents to random numbers.

özel bir kilit kombinasyonuna sahip olacaktır.

So you put your documents inside, close the lock --

Bu nedenle dokümanlarımızı içine koyun ve kilidi kapatın --

bu dokümanların rastgele sayılara dönüştüğü noktadır --

at which point in time the documents get converted to random numbers --

ve evrak çantasını James'e gönderirsin.

and you send the briefcase to James.

While it's on its way, you call him to give him the code.

Yoldayken, kodu vermek için onu ararsın.

When he gets the briefcase, he enters the code,

Evrak çantasını aldığında, kodu girer,

the documents get unscrambled, and voilà,

dokümanlar çözülür ve voilà,

you've just sent an encoded message to James Bond.

James Bond'a kodlanmış bir mesaj gönderdiniz.

(Gülüşme)

(Laughter)

A fun example, but it does illustrate three things important for encryption.

Komik örnek, fakat kriptolama için önemli 3 şeyi göstermektedir.

The code -- we call this an encryption key.

Kod-- biz onu kripto anahtarı olarak adlandırıyoruz.

You can think of it as a password.

Onu parola olarak değerlendirebilirsiniz.

The call to James to give him the code for the combination lock.

Kombinasyon kilidi için kodu James Bond'a vermek için arama.

We call this key exchange.

Bunu anahtar değişimi olarak adlandırıyoruz.

This is how you ensure

Bu sizin kripto anahtarını

you get the encryption key securely to the right place.

doğru yere güvenli bir şekilde göndermenizi garantileyen şey.

And the lock, which encodes and decodes the document.

Ve kilit, ki bu dokümanı kriptolayıp açıyor.

We call this an encryption algorithm.

Bunu kriptolama algoritması olarak adlandırıyoruz.

Using the key, it encodes the text in the documents

Anahtarı kullanmak, rastgele numaralarla dokümanları

kriptoluyor.

to random numbers.

A good algorithm will encode in such a way

İyi bir algoritma öyle bir kriptolayacak ki

that without the key it's very difficult to unscramble.

anahtar olmadan kriptoyu çözmek çok zordur.

What makes encryption so important

Kriptolamayı bu kadar önemli yapan şey

is that if someone were to capture the briefcase and cut it open

eğer birileri evrak çantasını ele geçirir ve kripto anahtarı ve algoritması

without the encryption key and the encryption algorithm,

olmadan açmak için keserlerse

they wouldn't be able to read the documents.

dokümanları okuyamayacak olmasıdır.

They would look like nothing more than a bunch of random numbers.

Bir demet rastgele sayıdan başka bir şey gibi gözükmeyecektir.

Most security systems rely on a secure method for key exchange

Birçok güvenli sistem kripto anahtarını doğru yere göndermek için

to communicate the encryption key to the right place.

anahtar değişimi için güvenli methoda dayanır.

However, rapid increases in computational power

Buna rağmen, bilgisayar gücündeki hızlı artış

are putting at risk a number of the key exchange methods we have today.

bugün sahip olduğumuz bir çok anahtar değişim metodunu tehlikeye atmaktadır.

Consider one of the very widely used systems today -- RSA.

Bugün en yangın olarak kullanılan sistemlerden birini ele alın-- RSA.

When it was invented, in 1977,

1977 yılında icat edildiğinde,

it was estimated that it would take 40 quadrillion years

426 bit RSA anahtarı kırmanın

to break a 426-bit RSA key.

40 katrilyon yıl alacağı tahmin edilmişti.

In 1994, just 17 years later,

1994 yılında, sadece 17 yıl sonra,

the code was broken.

kod kırıldı.

As computers have become more and more powerful,

Bilgisayarlar güçlendikçe,

we've had to use larger and larger codes.

daha da büyük kodlar kullanmak zorundayız.

Today we routinely use 2048 or 4096 bits.

Bugün rutin olarak 2048 veya 4096 bit kullanıyoruz.

As you can see, code makers and breakers are engaged in an ongoing battle

Gördüğünüz üzere, kod yapıcıları ve kırıcıları birbirlerini alt etmek için

to outwit each other.

devam eden bir savaşa angaje olmuş durumdadırlar.

And when quantum computers arrive in the next 10 to 15 years,

Ve gelecek 10 ila 15 yılda kuantum bilgisayarlar geldiğinde,

they will even more rapidly crack the complex mathematics

bugün bizim kripto sistemlerimizin altında yatan kompleks matematiği

that underlies many of our encryption systems today.

daha hızlı kıracaklardır.

Indeed, the quantum computer is likely to turn our present security castle

Aslında, kuantum bilgisayar, muhtemelen bizim bugünkü güvenli kalemizi

into a mere house of cards.

tam bir kartondan eve dönüştürecektir.

We have to find a way to defend our castle.

Kalemizi korumanın bir yolunu bulmalıyız.

There's been a growing body of research in recent years

Son yıllarda daha güçlü kripto yapmak için kuantum etkisini kullanmayı

looking at using quantum effects to make encryption stronger.

inceleyen artan miktarda araştırmalar bulunmaktadır.

And there have been some exciting breakthroughs.

Ve heyecan verici bazı gelişmeler vardır.

Remember those three things important for encryption --

Kriptolama için önemli olan şu üç şeyi hatırlayın---

high-quality keys, secure key exchange and a strong algorithm?

yüksek kalitede anahtarlar, güvenli anahtar değişimi ve güçlü algoritma.

Well, advances in science and engineering

Bilimde ve mühendislikteki ilerleyiş

are putting two of those three elements at risk.

bunlardan ikisini tehlikeye atmaktadır.

First of all, those keys.

İlk olarak, bu anahtarlar.

Random numbers are the foundational building blocks of encryption keys.

Rastgele rakamlar kripto anahtarlarının temel yapı bloklarıdır.

But today, they're not truly random.

Fakat bugün, gerçekten rastgele değillerdir.

Currently, we construct encryption keys

Hâlen, software'den üretilen rastgele sayı dizesinden

from sequences of random numbers generated from software,

kripto anahtarları oluşturuyoruz,

so-called pseudo-random numbers.

pseudo (sözde) rastgele sayılardan.

Numbers generated by a program or a mathematical recipe

Program veya matematik tarifiyle üretilen sayıların

will have some, perhaps subtle, pattern to them.

bazı, belki çözülmesi zor, kalıpları olacaktır.

The less random the numbers are,

Daha az rastgele sayı olduğu taktirde

or in scientific terms, the less entropy they contain,

veya bilimsel ifadeyle, daha az entropi içerdiği taktirde

the easier they are to predict.

tahmini daha kolay olacaktır.

Recently, several casinos have been victims of a creative attack.

Son zamanlarda, birkaç kumarhane yaratıcı saldırıların kurbanı olmuştur.

The output of slot machines was recorded over a period of time

Slot makinesinin sonuçları belli bir süre ile kayıt edildi

ve ardından analiz edildi.

and then analyzed.

This allowed the cyber criminals

Bu siber suçların

to reverse engineer the pseudo-random number generator

dönen tekerleğin arkasındaki sözde rastgele sayıların

behind the spinning wheels.

ters mühendisliğine imkân verdi.

And allowed them, with high accuracy, to predict the spins of the wheels,

Ve dönen tekerleklerin yüksek doğrulukla tahmin edilmesine imkân verdi

enabling them to make big financial gains.

böylece büyük finansal kazanç sağlamış oldular.

Similar risks apply to encryption keys.

Benzer riskler kripto anahtarları için de geçerli.

So having a true random number generator is essential for secure encryption.

Güvenli kriptolama için gerçek rastgele numara üreticisine sahip olmak önemli.

For years, researchers have been looking at building true random number generators.

Yıllardır, araştırmacılar gerçek rastgele numara üreticisini araştırmaktadırlar.

But most designs to date are either not random enough,

Fakat günümüzdeki en iyi dizayn yeterince rastgele değil,

fast enough or aren't easily repeatable.

hızlı değil veya tekrarlanabilir değil.

But the quantum world is truly random.

Fakat kuantum dünyası gerçekten rastgele.

So it makes sense to take advantage of this intrinsic randomness.

Bu nedenle gerçek rastgeleliğin avantajını kullanmak mantıklıdır.

Kuantum etkilerini ölçen cihazlar

Devices that can measure quantum effects

can produce an endless stream of random numbers at high speed.

yüksek hızda sonsuz akışta rastgele numaralar üretebilir.

Foiling all those would-be casino criminals.

Bütün bunlar muhtemel kumarhane suçlularını engeller.

A select group of universities and companies around the world

Dünyadaki seçilmiş üniversiteler ve şirketler grubu

are focused on building true random number generators.

gerçek rastgele numara üreteçleri yapmaya odaklanmış durumdadır.

At my company, our quantum random number generator

Benim şirketimde, rastgele numara üreticimiz

started life on a two meter by one meter optic table.

2x1 metrelik optik masada başladı.

Ardından onu server boyutundaki kutuya sığacak şekilde küçültebildik.

We were then able to reduce it to a server-size box.

Today, it's miniaturized into a PCI card that plugs into a standard computer.

Bugün standart bilgisayara takılabilen PCI kartına uyacak şekilde küçültülmüştür.

This is the world's fastest true random number generator.

Bu dünyanın en hızlı gerçek rastgele numara üreticisidir.

Saniyede bir milyar rastgele sayı üretmek için kuantum etkisini ölçüyor.

It measures quantum effects to produce a billion random numbers per second.

And it's in use today to improve security

Ve bugün dünya çapında bulut sağlayıcıları, bankalar

at cloud providers, banks and government agencies

ve devlet kuruluşlarında

güvenliği geliştirmek için kullanılıyor.

around the world.

(Applause)

(Alkış)

But even with a true random number generator,

Fakat gerçek rastgele numara üreticisiyle bile

we've still got the second big cyber threat:

hâlâ ikinci bir siber tehditle karşı karşıyayız:

the problem of secure key exchange.

güvenlik anahtarı değişimi problemi.

Current key exchange techniques will not stand up to a quantum computer.

Mevcut güvenlik kodu değişim teknikleri kuantum bilgisayarlara karşı duramaz.

The quantum solution to this problem

Bu problem için kuantum çözüm

is called quantum key distribution or QKD,

kuantum anahtar dağıtım olarak veya QKD olarak adlandırılır

which leverages a fundamental, counterintuitive characteristic

ki bu kuantum mekaniğinin temel,

mantıksız karakteristiğinden destek alır.

of quantum mechanics.

The very act of looking at a quantum particle changes it.

Kuantum parçacığına bakma eylemi onu değiştirdi.

Let me give you an example of how this works.

Nasıl çalıştığına yönelik olarak size bir örnek vereyim.

Consider again exchanging the code for the lock with James Bond.

James Bond'la olan kilit için gerekli kodun değişimini tekrar değerlendirelim.

Except this time, instead of a call to give James the code,

Yalnız bu sefer James'i kodu vermek için aramak yerine

we're going to use quantum effects on a laser to carry the code

kodu taşımak için laser üzerindeki kuantum etkisini kullanacağız

and send it over standard optic fiber to James.

ve standart fiber optikten James'e göndereceğiz.

We assume that Dr. No is trying to hack the exchange.

Farz edelim Dr. No bu değişimi hacklemeye çalışsın.

Luckily, Dr. No's attempt to intercept the quantum keys while in transit

Neyse ki Dr. No'nun transfer hâlinde iken kuantum anahtarının yolunu kesme

will leave fingerprints that James and you can detect.

teşebbüsleri James ve benim tespit edebileceğim parmak izleri bırakacaktır.

This allows those intercepted keys to be discarded.

Bu yolu kesilmiş olan anahtarların atılmasına imkân verecektir.

The keys which are then retained

Ardından muhafaza edilen anahtarlar

can be used to provide very strong data protection.

kuvvetli veri koruması sağlamak için kullanılabilecektir.

And because the security is based on the fundamental laws of physics,

Ve güvenlik fiziğin temel kurallarına dayandığı için

a quantum computer, or indeed any future supercomputer

kuantum bilgisayar veya aslında herhangi geleceğe ait süper bilgisayar

will not be able to break it.

bunu kıramayacaktır.

My team and I are collaborating with leading universities

Benim takımım ve ben bir sonraki nesil güvenlik ürünlerinde

and the defense sector

bu mevcut teknoloji geliştirmek için

to mature this exciting technology

başlıca üniversiteler ve savunma sektörüyle

into the next generation of security products.

işbirliği yapıyoruz.

The internet of things is heralding a hyperconnected era

Nesnelerin interneti 2020 yılı için tahmin edilen 25-30 milyar

with 25 to 30 billion connected devices forecast by 2020.

cihaz bağlantısıyla hiper bağlantı çağının müjdesini vermektedir.

For the correct functioning of our society in an IoT world,

Nesnelerin İnterneti dünyasında toplumumuzun doğru işlev göstermesi için

trust in the systems that support these connected devices is vital.

bu birbirine bağlı cihazları destekleyen sisteme olan güven çok önemlidir.

We're betting that quantum technologies will be essential in providing this trust,

İddia ediyoruz ki, kuantum teknolojisi güveni tesis etmede esas olacaktır,

enabling us to fully benefit from the amazing innovations

hayatımızı zenginleştirecek olan inanılmaz inovasyonlardan

that are going to so enrich our lives.

tamamen faydalanmamızı sağlayacaktır.

Thank you.

Teşekkür ederim.

(Applause)

(Alkış)