M.Ö. 60 – 50 yılları arasında Galya Savaşları sırasında kullanılan dönemin Roma İmparatoru Julius Caesar’ın adını verdiği şifreleme sistemidir. Sezar Şifresi olarak anılan ve metindeki her harfin alfabede kendisinden üç harf ötelenmesiyle oluşturduğu şifreleme metodudur. Bu şekilde oluşturulan şifrelere kaydırma şifreleri denir.
Sezar Şifreleme yönteminin aslında algoritması oldukça basittir. Ana iletide bulunan her bir harfi iletide belirtilen anahtar sayı kadar ileri götürülerek şifreli ileti oluşturulur.
Resim 3 : Sezar Şifresi
Gönderilmek istenen ileti CEVAP olarak ele alınırsa ve anahtar sayısı da üç olursa iletide bulunan her harfi üç harf ileri kaydırmanız gerekir. Bu işlemi yaptığınızda da şifrelenmiş iletimiz FHYDS olacaktır.
Şifreli iletiyi okumak için ise iletide bulunan her harfi anahtar sayısı kadar geriye götürmek gerekir. Bu sayede CEVAP sözcüğüne ulaşılır.
Günümüze kadar kesintisiz olarak gelen politik kriptografi orta çağda başladı. Feodal yönetimlerin hâkim olduğu bu dönemde kriptografinin kullanımı ilkel, seyrek ve düzensiz olmakla birlikte sürekli bir gelişim göstermiştir. Avrupa’da Şifre sistemlerini yaygın olarak önce Kilise kullandı. 1363 yılında Napoli Kardinali Pietro di Grazie’nin, Papalık ve diğer kardinallerle olan yazışmalarında sesli harfleri kodladığı bir şifre sistemi kullandığını biliyoruz.
Batı dünyasında kriptografinin babası olarak anılan İtalyan Leon Battista Alberti’nin (1404-1472) geliştirdiği, iç içe iki diskten oluşan şifreleme cihazında 24 hücre vardı ve cihaz tek alfabeli şifreleme sistemlerinden çok alfabeli şifreleme sistemlerine geçişin ilk örneğini teşkil ediyordu. Kriptoloji tarihi için kritik olan bu başarıdan sonra Alberti kodlamayı ve şifrelemeyi birleştirerek bir başka önemli başarıya daha imza attı. Şifreli kod. Alberti’nin disklerinde harflerle birlikte bulunan dört rakam kodlama amacıyla kullanılıyordu.
Kriptoloji konusunda çağının ilerisinde olan bir başka İtalyan ise Giovanni Battista Porta’ydı. Porta, ünlü kitabı De Furtivis Literarum Notis’i yazdığında henüz 28 yaşındaydı. Açık metinde geçen harflerin ikişer ikişer tek bir karakterin yerine geçtikleri, yani iki harfin tek bir karakteri temsil ettiği digraphic şifre sistemi Porta’nın buluşudur.
Kriptografik sistemler tarihte ilk kez Porta tarafından, harflerin yerlerinin değiştirildiği yer değiştirme sistemi ve harflerin birbirinin yerini aldığı yerine koyma sistemi adlarıyla ve bugün de doğru kabul edilen bir sınıflandırmaya tabi tutulmuştur.
Blaise de Vigenere 1586 da şifreleme üzerine bir kitap yazdı. İlk kez bu kitapta açık metin ve şifreli metin için otomatik anahtarlama yönteminden bahsedildi. Günümüzde bu yöntem hala DES, CBC ve CFB kiplerinde kullanılmaktadır. Blaise de Vigenere, 1586 yılında Sezar şifreleme yöntemine benzer ancak ondan daha karmaşık olan Vigenere Şifresini geliştirdi.
Bu sistemde metindeki harfler sabit olarak değil, değişen bir sayı dizisine göre öteleniyordu. Örneğin şifreleme sayı dizisi veya anahtar 354728 olarak belirlendiğinde, şifrelenecek metnin ilk harfi 3, ikinci harfi 5, üçüncü harfi 4, dördüncü harfi 7… , altıncı harfi 8 harf öteleniyordu. Eğer şifrelenecek metin altı harften daha uzun ise anahtar tekrar edilerek uygulanıyordu. Yani metnin yedinci harfi 3, sekizinci harfi 5 olmak üzere metnin tüm harfleri anahtara göre ötelenerek şifreleniyordu.
Geliştirildikten sonra uzun süre kırılması imkânsız bir şifreleme sistemi olarak nitelendirilen Vigenere şifresi 1854 yılında kırıldı. Fakat Amerikan İç Savaşı’nın yaşandığı 1860’lı yıllarda güney eyaletlerinde yaşayanlar bu şifreleme yönteminin kırıldığını henüz bilmiyordu. Vigenere şifresini kırmayı bilen Kuzeyliler ise iletişimlerini bu yöntemi kullanarak sağlamaya çalışan Güneyliler karşısında büyük avantaj sağladı.
Anahtara sahip olmaksızın ilkel şifreleri kırma çabalarıyla şifrelenmiş iletileri deşifre etme bilimi olarak ortaya kriptanaliz çıkmıştır. Basit şifre sistemlerini olası tüm şifre alfabelerini denemeden daha kolay bir yoldan çözebilmek için matematik, istatistik ve dilbilim alanlarında yeterli bilgiye sahip olmak gerekiyordu. Abbasiler döneminde Arapların adı geçen bilim dallarında iyi olması kriptanalizi bulmalarını sağladı. Bu alanda ilk eserler Araplar tarafından yazıldı.
Klasik bir şifreleme tarafından üretilen şifreli metinler, düz metin hakkında istatistiksel bilgileri ortaya çıkarır ve bu bilgiler genellikle şifreyi kırmak için kullanılabilir. 9. yüzyılda Arap matematikçi ve bilge Al-Kindi tarafından frekans analizinin keşfedilmesinden sonra, bu tür hemen hemen tüm şifreler bilgili bir saldırgan tarafından kırılabilirdi. Bu tür klasik şifreler, çoğunlukla bulmacalar olsa da bugün hala popülerliği sürmektedir. Dokuzuncu yüzyılda yaşamış ve Arapların Filozofu olarak bilinen Al-Kindi, frekans analizi ve kriptanaliz tekniklerinin bilinen ilk kullanımını anlatan Risalah fi Istikhraj al-Mu’amma (Kriptografik Mesajların Deşifre Edilmesi için El Yazması) adlı kriptografi üzerine bir yazı yazdı. Bu yazı halen İstanbul’da Süleymaniye Osmanlı arşivindedir.
Al-Kindi frekans analizi kavramını ortaya atmıştır. Kriptanalizinin tekniğini şöyle özetleyebiliriz. Yazıldığı dili bildiğimiz şifreli bir iletiyi çözmek için yeterli uzunlukta ileti dilinde yazılmış bir metin alıp her harfin kullanım sıklığı buluruz. Teorik olarak şifreli iletide en sık kullanılan harf ile metinde en sık kullanılan harfin aynı olması gerekir. Aynı işlem diğer harfler içinde yapılır. Bu işlemlerden sonra iletideki harfler ortaya çıkmış olur. Buradan da görüleceği üzere her dilde her harfin belirli bir kullanım sıklığı vardır. Bu sıklık küçük sapmalar gösterebilir ancak harflerin frekansa göre büyüklük sıraları değişmez. Al-Kindi bu kriptanaliz yöntemine frekans analizi adını vermiştir.
Orta çağ boyunca kriptografi gittikçe daha önemli hale geldi ama Sezar’ın şifresi gibi yer değiştirme şifreleri standart olarak kaldı. Kodların ve şifrelerin çözülmesi bilimi olan kriptanalizi, hala görece olarak ilkel olan kriptografi bilimine yetişmeye başladı. Ünlü bir Arap matematikçi olan Al-Kindi MS 800 yıllarında frekans analizi olarak bilinen ve şifre çözümüne dayanıksız yer değiştirme şifrelerini çözen bir teknik geliştirdi. İlk defa, şifreli mesajları çözmeye teşebbüs eden kişiler bunu yapmak için sistematik bir yönteme sahip olmuş oldular ve bu durum, kriptografinin de faydalı olmaya devam edebilmek için ilerlemek zorunda kalmasına neden oldu.
Kaynak: Uluçay, R. Savaş (2024), Kriptoloji Şifre Oluşturma ve Kırma Bilimi, VTN Yayıncılık, Ankara
