Dikkat: Bu Algoritma Kullanıldıktan Sonra Kendini Yok Edecek

Güvenlik uzmanları, tek kullanımlık programların imkânsız olduğunu uzun zamandır düşünmüşlerdir. Şimdi, kuantum fiziği  farklı bir yoldan bunu mümkün kıldı.

Zenginliklerini kimsenin bilmesine izin vermeden, kimin zengin olduğuna karar vermek isteyen iki milyoner düşünün. Bilinç problemini çözmek için nereye gidecekler? İşte karşınızda, 1982'de bilgisayar programcısı Andrew Yao tarafından tasarlanan Yao'nun Milyoner Problemi.

Bir olası çözüm, tek kullanımlık bir bilgisayar programıdır. Bu program, Alice ve Bob adını verdiğimiz iki milyonerin verilerini özel olarak girmelerine izin verir. Hesaplamayı bir kez yapar, cevabı verir ve sonra kendini yok eder. Böylece kimse verilere erişemeden, iki milyoner finansal bilgilerini bir başkasıyla paylaşmadan cevaplarını vermiş olur. Siber Güvenlik uzmanları, eğer birileri inşa edebilmiş olsaydı, tek kullanımlık programların siber güvenlikte çok önemli bir araç olabileceğini söylüyor.




Bir kez çalışan ve daha sonra kendini yok eden tek kullanımlık bir program oluşturmak klasik bir bilgisayar için mümkün değildir. Çünkü, bilgisayarın tekrar kullanılamayacağından emin olmak için fiziki olarak yok edilmesinden başka bir yol yoktur. Bir kuantum bilgisayar ise klasik bir bilgisayara kıyasla daha fazla potansiyel sunabilir, çünkü kuantum bilgileri kolayca silinebilir ve kopyalanması imkansızdır.

Viyana Üniversitesinde Marie-Christine Roehsner ve Singapur Ulusal Üniversitesi'nde Joshua Kettlewell ve birkaç arkadaşı tek kullanımlık bir program oluşturmanın bir yolunu bulduklarını ve cihazı inşa ettiklerini açıkladı.

Yeni yöntem, kuantum bilgisayarlar tarafından gerçekleştirilen tek kullanımlık programlar hakkında farklı düşünme şekillerine dayanıyor. Şimdiye kadar, güvenlik uzmanlarının düşünme şekli her zaman kesin bir çözüme odaklanmıştı. Örneğin Bob'un servetinin Alice'inkinden az ya da çok olması gibi kesin bir cevap aranıyordu.

Kuantum mekaniğinin olasılıklı doğası ve bu olasılıkların belirli sınırları içinde, yalnızca yüzde 75'lik bir oranda doğru cevap verilebilir. Yani Alice ve Bob, hesaplama hatası olasılığını kabul edebildikleri sürece, bilgilerin güvenliğini koruyabilen ve daha sonra kendini yok edebilen tek kullanımlık bir program mümkün.

Yaklaşım oldukça basit: Alice gizlice servetini bir kuantum bilgisayarda saklanan bir dizi kbit dizine kodlar. Bilgisayar Bob tarafından girilen sayı ile bu numarayı karşılaştırmak ve servetinin Alice'inkinden daha büyük veya daha düşük olup olmadığını anlatmak üzere programlanır.

Bu kuantum işleme kendisini geri dönüştüremeyen bir süreçtir ve Bob'un Alice'in servetini belirlemek için başka yollara başvurmasını engeller. Yaklaşımın potansiyel zayıflığı donanımın sabit olması ve Bob'un mantıksal kapıların bağlantı şeklini inceleyerek programda tersine mühendislik yapabilmesidir.

Roehsner ve arkadaşlarının bunu önlemek için bir yönteme başvuruyor. Fiziksel bağlantıyı gizleyemezlerse de, her mantık kapısının davranışını düzenleyen doğruluk tablolarını gizleyebilirler. Böylece Alice'in bilgileri, Bob'tan gizli kalır.

Roehsner ve arkadaşları bu fikri prensip olarak kanıtlanmış bir deneyle test ettiler ve kapıların her birinin başarı ihtimalinin % 75 olduğunu gördüler. Ekip daha sonra bu seti Yao'nun Millionaire problemini çözmek için kullandı. Program, hangisinin daha büyük olduğuna karar vermek için 1 ve 4 bitlik verileri karşılaştırarak çalıştı.

Sonuçlar oldukça ilginç. Ekip hata düzeltme için kullanılan bit sayısını artırmanın doğruluk ihtimalinin artırdığını ancak, bunun sistemin güvenliğini azalttığını söylüyor. Doğruluk ve güvenlik arasında açık bir denge var. Ekibe göre, tek başına güvenlik ele alındığında klasik bilgi işlemle elde edilenden daha iyi sonuçlara varılabiliyor.

Günümüzde mevcut olan teknolojiyi kullanarak kuantum teknolojilerinin güvenlik potansiyelini gösteren ilginç çalışma, geniş ölçekli kuantum bilgisayarları geliştirmeden önce bile, klasik hesaplamanın güvenliğini arttırmak için kuantum protokollerinin kullanılabileceğini gösteriyor.