Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

International Journal of Advanced Natural Sciences and Engineering Researches

Kuantum Dayanıklı Kriptografik Algoritmaların Performans Analizi

Samet Tonyalı

Published Dec 7, 2024• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Amerikalı matematikçi Peter Shor 1994’te geliştirmiş olduğu algoritma ile şifrekıran kuantum bilgisayarların da yardımıyla ayrık logaritma ve çarpanlara ayırma problemlerinin polinom zamanda çözülebileceğini göstermiştir. Bugün İnternet, güvenliği bu iki problemin zorluğuna dayanan Diffie Hellman anahtar kurulum algoritmasına ve RSA kriptosistemine dayanmaktadır. Her ne kadar şifrekıran kuantum bilgisayarlar henüz geliştirilememiş olsa da kötü niyetli İnternet kullanıcıları şimdi depola, sonra deşifrele yaklaşımını kullanarak İnternet trafiğini depolayıp bu bilgisayarlar geliştirildiğinde onlardan faydalanarak şifrelenmiş mesajların içeriğine erişebileceklerdir. NIST bunu önlemek amacıyla 2016 yılında bir standartlaştırma süreci başlatmıştır. Tüm ilgilileri şifrekıran kuantum bilgisayarlara dayanıklı açık anahtarlı şifreleme ve anahtar kurulum algoritmaları ile dijital imza algoritmaları geliştirip bu sürece katkıda bulunmaya davet etmiştir. NIST üç değerlendirme turunun ardından 2022’de standartlaştırmaya karar verdiği dört algoritmayı açıkladı: Kyber, Dilithium, SPHINCS+ ve Falcon. 2024’te bu algoritmaların ilk üçü sırasıyla ML-KEM, ML-DSA ve SLH-DSA isimleriyle ve yine sırasıyla FIPS 203, FIPS 204 ve FIPS 205 kodlarıyla standartlaştırılmıştır. Falcon’un standartlaştırılması ileri bir tarihe ertelenmekle birlikte açık anahtarlı şifreleme ve anahtar kurulumunda kullanılmak üzere sunulan bazı algoritmaların dördüncü tur değerlendirmeleri halihazırda devam etmektedir. Biz bu çalışmada standartlaştırılmış bu üç algoritmanın çalışma prensiplerini açıkladık ve farklı güvenlik seviyesi sağlayan değişkelerin performanslarını ürettiği anahtarların, şifreli metinlerin, dijital imzaların uzunluğuna ve kapsülleme/dekapsülleme, dijital imza üretme/doğrulama sürelerine göre test ettik. Test sonuçları bize ML-KEM algoritmasının şimdiden anahtar kurulumunda kullanılabileceğini, kullanım gerekliliklerine göre ML-DSA ve SLH-DSA algoritmalarından birinin tercih edilebileceğini göstermiştir.

Related papers

Kuantum Kriptolojisi ve Siber Güvenlik

Sadullah Çelik

Bu çalışmanın amacı gelişen kuantum teknolojilerinin siber güvenlik sisteminde kullanılan şifreleme sistemlerini nasıl etkileyeceğini kuantum algoritmalarıyla açıklamaktır. Bu amaçla, çalışmada öncelikle, modern kriptografi de yaygın olarak kullanılan bazı algoritmalar verilmektedir. Daha sonra, kuantum bilgisayarlarda kullanılan Shor ve Grover algoritmalarının modern kriptografide kullanılan algoritmaları nasıl etkileyeceği hakkında bilgiler verilmektedir. Bilişim ve iletişim teknolojilerinde yaşanan son gelişmeler, üretilen ve saklanan bilginin miktarında ve hızında büyük artışa sebep olmuştur. Bilgi miktarındaki bu artış beraberinde birtakım güvenlik sorunlarını da ortaya çıkarmıştır. İşletmeler, bankalar, devlet kurumları ve diğer kuruluşların güvenlik sistemleri, zor matematiksel problemlerin çözülmesi esasına dayanmaktadır. Bu problemlerin çözülmesi, en güçlü bilgisayarlar ve modern algoritmalar kullanılsa bile çok uzun zaman almaktadır. Literatürde yapılan çalışmalarda bugün için kuantum bilgisayarların güvenlik açısından çok büyük tehlikeler oluşturmadığını göstermektedir. Ancak bilim insanları, kuantum hesaplamanın beklenenden daha hızlı gelişeceğini ve büyük güvenlik zafiyetlerini ortaya çıkaracağını ön görüyor. Bu nedenle yakın gelecekte birçok kuruluşun şifreleme sistemleri ciddi siber güvenlik sorunlarıyla karşı karşıya kalacaktır. Gerek devletlerin gerekse özel sektörün bu tehlikeleri bugünden ön görerek gelecekte ortaya çıkabilecek güvenlik sorunlarına şimdiden hazır olmaları gerekir.

Bilişim Teknolojileri Dergisi•Jan 30, 2021•4 citations

Hatalar ile Öğrenme Tabanlı Anahtar Kapsülleme Protokolleri İçin Uygulama Atakları ve Savunma Yöntemleri

Bılge Kağan Yazar, Erdem Alkım

Şifreleme sistemleri gizli değerlerin korunmasını sağlamakta olan sistemlerdir. Bu sistemlere karşı son yıllarda kuantum bilgisayarlar üzerinde çok sayıda araştırmalar yapılmaktadır. Yeterli işlem kapasitesine sahip kuantum bilgisayarlar üretildiğinde günümüzde kullanılmakta olan açık anahtarlı şifreleme sistemlerinin güvensiz duruma geleceği düşünülmektedir. Bu durum internet üzerindeki haberleşmenin güvenliğini tehlikeye atmaktadır. Bu durumdan dolayı, kuantum bilgisayarlara karşı güvenli sistemlerin oluşturulması için kuantum bilgisayarların günlük hayata girmesinin beklenmemesi gerektiği düşünülmektedir. NIST bu doğrultuda hem günümüz hem de kuantum bilgisayarlardan gelecek ataklara karşı dayanıklı kriptosistemlerin üretilmesi için bir standartlaştırma proje başlatmıştır. Bu süreçte birçok sistem önerilmiştir. Kafes tabanlı sistemler en çok gelecek vadeden sistemler olarak ön plana çıkmıştır. Kafes tabanlı kriptosistemler kafes yapısı üzerinde tanımlı olan LWE gibi problemlerin çözümlerinin zorluğuna dayanarak önerilmiş olan sistemlerdir. Fakat yan kanal saldırıları ile kriptografik sistemler çalışırken çıkan bilgiler toplanarak gizli anahtar hakkında bilgi edinilebilmektedir. Bu durumdan dolayı NIST kuantum bilgisayarlara karşı dayanıklı şifreleme sistemleri için yaptığı çağrının yanı sıra, yapılacak sistemlerin minimum maliyetle yan kanal saldırılarına karşı dayanıklı olmasını gerektiğini söylemiştir. 2016 yılında Bindel ve arkadaşlarının yaptıkları bir çalışmada uygulama atağı olarak sınıflandırılan ve bir yan kanal saldırı çeşidi olan hata ataklarını önermişlerdir. 2018 yılında Han ve arkadaşları yaptıkları bir çalışmada, 2016 yılında önerilen yöntemleri kullanarak Lizard protokolünde gizli anahtarı elde edebildiklerini söylemişlerdir ve bu ataklara karşı alınabilecek önlemlerden bahsetmişlerdir. Bu çalışmada; önceden yapılan çalışmalarda önerilenler ve kriptosistemlerin uygulamalarında olması gereken özellikler doğrultusunda Lizard protokolünün uygulaması üzerinde yapılan değişikliklerden ve bu değişikliklerin uygulama üzerindeki etkilerinden bahsedilmiştir. Protokolün uygulamasının güvenliği artırılmış ve gerçekleştirilen bazı hata ataklarına karşı önlem alınmıştır. Yapılan değişikliklerden sonra protokolün çalışma süresinde hızlanma olduğu gözlemlenmiştir.

European Journal of Science and Technology•Mar 29, 2020•0 citations

KUANTUM HATA DÜZELTME ENTEGRASYONU İLE GROVER SALDIRILARINA DİRENEN HİBRİT SİMETRİK ŞİFRELEME YAKLAŞIMI

Ozge Tas

Kuantum Hata Düzeltme Entegrasyonu ile Grover Saldırılarına Direnen Hibrit Simetrik Şifreleme Yaklaşımı Hibrit şifreleme yaklaşımı kuantum hata düzeltme entegrasyonu ve grover saldırılarına karşı direnç göstermektedir. Gelişen kuantum hesaplama yöntemleriyle kriptografik sistemlerin güvenliğini arttırmak için yenilikçi hesaplama yöntemleri geliştirilmiştir.Kuantum algoritması olan grover algoritması geleneksel simetrik şifreleme yöntemlerini tehdit ettikçe kuantum hata düzeltmeyi içeren hibrit şifreleme yöntemleri geliştirilmesi giderek önemli hale gelmiştir. Bu yaklaşımla hassas verilerin korunması kuantum tehtidlerinin oluşturduğu diğer güvenlik açıklarını ele almak için simetrik ve asimetrik şifreleme yöntemlerinin birleşim yöntemleri kullanılmaktadır. Hibrit simetrik şifreleme çalışma prensibi simetrik bir anahtarın verilerin büyük bir kısmını şifrelediği ve asimetrik sistemin bu simetrik anahtarı ilettiği çift katmanlı bir mekanizma kullanır. Kuantum hata düzeltme tekniklerine entegre ederek bu yöntem şifrelenmiş verilerin iletim sırasında hatalara ve saldırılara karşı bütünlüğünü korumayı amaçlar ve bu durum modern iletişim altyapılarının güvenliğini sağlamada kritik önem taşır.Bu tür gelişmeler yalnızca gizliliği ve verimliliği sağlamakla kalmaz aynı zamanda kriptografik sistemlerin kuantum teknolojilerine hakim olduğu bir sistem sağlar.Bu hibrit yaklaşım önemli düzeydeki etkileri gelişmiş güvenlik önemlerinin alınmasına olanak sağlayarak , siber güvenlik alanında kuantum hesaplama zorluklarına uyum sağlama konusunda artan ihtiyaçlara yanıt sunar.Dünya çapındaki kurumlar Grover algoritmasının etkilerini ve yerleşik şifreleme standartlarına yönelik potansiyel risklerini araştırırken kuantum hata düzeltmenin hibrit şifreleme çözümlerine entegrasyonu veri güvenliğini korumak için proaktif bir önlem olarak görülmektedir. Bu değişimler özellikle geleneksel ve kuantum dirençli metodojiler arasındaki kriptografik uygulamaların geleceği hakkında önemli tartışmalara yol açmaktadır. Alanda yapılan önemli çalışmalar bu hibrit sistemlerin uygulanmasına, anahtar boyutlarında gerekli ayarlamalara ve kuantum sonrası kriptografik çözümlere geçişe odaklanmaktadır. Kuruluşların bu teknolojileri entegre etmesi için klasik ve kuantum teknolojilerinin getirdiği tehditlere dayanabilen güvenli ve ölçeklenebilir kriptografik çerçevelerin geliştirilmesinin araştırmalar için kritik öneme sahiptir.

•Jan 1, 2025•0 citations

Kuantum Sonrası Kriptografi Alanında Türkiye’de Lisansüstü Eğitim ve Akademik Çalışmalar Üzerine Sistematik Bibliyometrik Analiz

Kübra Seyhan, Sedat Akleylek, Ahmet Faruk Dursun

Bu çalışmada, kuantum sonrası kriptografi alanında Türkiye’deki akademik araştırmaların güncel durumu ele alınarak nitelikli araştırmacı yetiştirilmesi odağında neler yapıldığının gösterilmesi amaçlanmıştır. Bu hedef doğrultusunda kuantum sonrası kriptografi (post-quantum cryptography - PQC) tanımı yapılarak uluslararası kuruluşlar tarafından duyurulan gereksinimler, PQC’de yaygın kullanılan kriptosistem aileleri ve bazı açık problemler ele alınmıştır. Türkiye’de PQC alanında nitelikli araştırmacıların ortaya çıkma süreci ve yapılan akademik çalışmalara bir bakış sunabilmek için bibliyometrik analizler yapılmıştır. İlk analiz için ulusal tez merkezi üzerinden sunulan verilere erişim amacıyla sistematik bir araştırma yöntemi oluşturularak 42 anahtar kelime üzerinden ilgili tezler belirlenmiştir. Oluşturulan kriterleri karşılayan ve Türkiye’de bu alanla ilişkili olduğu tespit edilen açık erişimli 47 lisansüstü tez özelinde sınıflandırma, nitelik (PQC açısından katkı, yazılan dil, yüksek lisans doktora dağılımı vb.) inceleme, yıllar içindeki gelişim, üniversite/enstitü/anabilim dalı özelinde dağılım, cinsiyet ve danışman değerlendirmeleri noktasında analizler gerçekleştirilmiştir. İkinci analiz için Türkiye adresli araştırmacıların bu alanda yaptığı güncel akademik çalışmalara (makale/bildiri/kitap/kitap bölümü/derleme) erişimde Scopus veritabanı üzerinden elde edilen veriler kullanılmıştır. İki farklı analiz ile sunulan bilgiler kriptografinin güncel konularından biri olan PQC alanında Türkiye’deki güncel durumun bir resmini sunmakla birlikte kariyer planlaması yapan araştırmacılar için hem yol haritası olma hem de kaynaklara erişim noktasında bir rehber niteliğindedir.

Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi•Mar 4, 2026•0 citations

Altıgen Bor Nitrür Kusur Merkezlerinden Elde Edilen Tek-fotonlar ile Kuantum Kriptoloji

Kıvanç Uyanık, Görkem Mutlu, Özgür Çakır +1 more

Kuantum anahtar dağıtımı (KAD) kuantum mekaniğinin temel yasalarına dayalı güvenli bilgi teknolojileri kapsamında önerilmiş birçok uygulama arasında pratik kullanıma en yakın olanıdır. KAD iki kullanıcı arasında güvenli bilgi paylaşımı için kullanılan anahtarın üretilmesini ve dağıtılmasını sağlar. KAD sistemlerinin çalışma prensibinin ve sağladığı güvenliğin temelinde anahtarın tek fotonlar üzerinden kullanıcılar arasında dağıtılması vardır. Bu sebeple, verimli tek foton kaynakları KAD sistemleri için kritik öneme sahiptir. Literatürde farklı tek-foton kaynakları ile KAD gösterimleri mevcuttur ancak elde edilen anahtar üretim oranları ve güvenlik seviyeleri tek-foton kaynaklarının performanslarından kaynaklanan sebeplerle istenilen değerlere ulaşamamıştır. Bu sebeple, özellikle oda sıcaklığında ışıyan verimli tek-foton kaynaklarına yönelik araştırmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu projede alternatif olarak son zamanlarda popüler olan altigen bor nitrür (hBN) içerisindeki kusur merkezleri KAD için tek-foton kaynağı olarak çalışıldı. HBN bilinen diğer iki boyutlu malzemelerden farklı olarak sahip olduğu geniş bant aralığı sayesinde (~5.5 eV) farklı enerji değerlerine sahip kusur merkezleri barındırır. Böylece, mor-ötesinden görünür bölgeye kadar olan geniş bir spektrumda tek-foton ışıması elde edilebilir. Ayrıca, hBN kusur merkezlerinden elde edilen tek-foton ışımasını 800 K gibi çok yüksek sıcaklıklarda da gözlemlemek mümkündür. Bütün bu özellikleri nedeniyle hBN malzemesinin kuantum bilgi teknolojileri, metroloji ve sensör teknolojileri gibi farklı alanlarda ve farklı ortam koşullarında kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu proje kapsamında hBN içerisindeki kusur merkezlerinden elde edilen sıfır-fonon çizgisi (ZPL) ışımasının kuantum optik özelliklerinin incelendi ve bu yapılar ile ilk defa B92 protokolüne dayalı açık-hava KAD gösterimi yapıldı.

•Jan 1, 2021•0 citations

Kuantum Programlama Açısından Kuantum Derleyicilerin Karşılaştırmalı Analizi ve IBMQ Uygulaması

Mehmet Karaköse, Hasan Yetış, Osman Küçük +2 more

Kuantum hesaplama, geleneksel bilgisayarların yapamayacağı kadar karmaşık hesaplamaları çok daha hızlı ve daha verimli gerçekleştirmeye olanak tanıyan bir teknolojidir. Ancak kuantum bilgisayarların çalıştırılması için özel olarak tasarlanmış kuantum algoritmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu algoritmaların kuantum bilgisayarlarda verimli bir şekilde çalıştırabilmek için uygun derleyici ve kuantum bilgisayar seçimi kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada kauntum programlama ve derleyicileri hakkında bilgiler verilerek, literatürdeki kuantum derleyicilerin karşılaştırmaları gerçekleştirilmiştir. Örnek bir soyut kuantum devre 5 kübtlik ibmq_belem, ibmq_quito ve ibmq_manila kuantum bilgisayarlarında çalıştırılarak, kuantum devrelerin çalışma mantığı uygulamalı olarak açıklanmıştır. Yapılan analizlerler sonucu L tipi kübit bağlantısına sahip ibmq_manila bilgisayarının ortalama %86 ile daha başarılı sonuçlar ürettiği gözlemlenmiştir. Diğer taraftan T tipi kübit bağlantılarına sahip ibmq_quito ve ibmq_belem bilgisayarlarının ürettikleri sonuçların başarısı ortaalama %82 ve %48 ile sınırlı kalmaktadır. Aynı kübit bağlantısına sahip bu bilgisayarların başarımları arasındaki gözle görülür farkın sebebi kübit ve bağlantılardaki hata oranlarının olduğu sonucuna varılmıştır.

Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi•Dec 25, 2023•0 citations
Amerikalı matematikçi Peter Shor 1994’te geliştirmiş olduğu algoritma ile şifrekıran kuantum bilgisayarların da yardımıyla ayrık logaritma ve çarpanlara ayırma problemlerinin polinom zamanda çözülebileceğini göstermiştir. Bugün İnternet, güvenliği bu iki problemin zorluğuna dayanan Diffie Hellman anahtar kurulum algoritmasına ve RSA kriptosistemine dayanmaktadır. Her ne kadar şifrekıran kuantum bilgisayarlar henüz geliştirilememiş olsa da kötü niyetli İnternet kullanıcıları şimdi depola, sonra deşifrele yaklaşımını kullanarak İnternet trafiğini depolayıp bu bilgisayarlar geliştirildiğinde onlardan faydalanarak şifrelenmiş mesajların içeriğine erişebileceklerdir. NIST bunu önlemek amacıyla 2016 yılında bir standartlaştırma süreci başlatmıştır. Tüm ilgilileri şifrekıran kuantum bilgisayarlara dayanıklı açık anahtarlı şifreleme ve anahtar kurulum algoritmaları ile dijital imza algoritmaları geliştirip bu sürece katkıda bulunmaya davet etmiştir. NIST üç değerlendirme turunun ardından 2022’de standartlaştırmaya karar verdiği dört algoritmayı açıkladı: Kyber, Dilithium, SPHINCS+ ve Falcon. 2024’te bu algoritmaların ilk üçü sırasıyla ML-KEM, ML-DSA ve SLH-DSA isimleriyle ve yine sırasıyla FIPS 203, FIPS 204 ve FIPS 205 kodlarıyla standartlaştırılmıştır. Falcon’un standartlaştırılması ileri bir tarihe ertelenmekle birlikte açık anahtarlı şifreleme ve anahtar kurulumunda kullanılmak üzere sunulan bazı algoritmaların dördüncü tur değerlendirmeleri halihazırda devam etmektedir. Biz bu çalışmada standartlaştırılmış bu üç algoritmanın çalışma prensiplerini açıkladık ve farklı güvenlik seviyesi sağlayan değişkelerin performanslarını ürettiği anahtarların, şifreli metinlerin, dijital imzaların uzunluğuna ve kapsülleme/dekapsülleme, dijital imza üretme/doğrulama sürelerine göre test ettik. Test sonuçları bize ML-KEM algoritmasının şimdiden anahtar kurulumunda kullanılabileceğini, kullanım gerekliliklerine göre ML-DSA ve SLH-DSA algoritmalarından birinin tercih edilebileceğini göstermiştir.
Bu çalışmanın amacı gelişen kuantum teknolojilerinin siber güvenlik sisteminde kullanılan şifreleme sistemlerini nasıl etkileyeceğini kuantum algoritmalarıyla açıklamaktır. Bu amaçla, çalışmada öncelikle, modern kriptografi de yaygın olarak kullanılan bazı algoritmalar verilmektedir. Daha sonra, kuantum bilgisayarlarda kullanılan Shor ve Grover algoritmalarının modern kriptografide kullanılan algoritmaları nasıl etkileyeceği hakkında bilgiler verilmektedir. Bilişim ve iletişim teknolojilerinde yaşanan son gelişmeler, üretilen ve saklanan bilginin miktarında ve hızında büyük artışa sebep olmuştur. Bilgi miktarındaki bu artış beraberinde birtakım güvenlik sorunlarını da ortaya çıkarmıştır. İşletmeler, bankalar, devlet kurumları ve diğer kuruluşların güvenlik sistemleri, zor matematiksel problemlerin çözülmesi esasına dayanmaktadır. Bu problemlerin çözülmesi, en güçlü bilgisayarlar ve modern algoritmalar kullanılsa bile çok uzun zaman almaktadır. Literatürde yapılan çalışmalarda bugün için kuantum bilgisayarların güvenlik açısından çok büyük tehlikeler oluşturmadığını göstermektedir. Ancak bilim insanları, kuantum hesaplamanın beklenenden daha hızlı gelişeceğini ve büyük güvenlik zafiyetlerini ortaya çıkaracağını ön görüyor. Bu nedenle yakın gelecekte birçok kuruluşun şifreleme sistemleri ciddi siber güvenlik sorunlarıyla karşı karşıya kalacaktır. Gerek devletlerin gerekse özel sektörün bu tehlikeleri bugünden ön görerek gelecekte ortaya çıkabilecek güvenlik sorunlarına şimdiden hazır olmaları gerekir.
Şifreleme sistemleri gizli değerlerin korunmasını sağlamakta olan sistemlerdir. Bu sistemlere karşı son yıllarda kuantum bilgisayarlar üzerinde çok sayıda araştırmalar yapılmaktadır. Yeterli işlem kapasitesine sahip kuantum bilgisayarlar üretildiğinde günümüzde kullanılmakta olan açık anahtarlı şifreleme sistemlerinin güvensiz duruma geleceği düşünülmektedir. Bu durum internet üzerindeki haberleşmenin güvenliğini tehlikeye atmaktadır. Bu durumdan dolayı, kuantum bilgisayarlara karşı güvenli sistemlerin oluşturulması için kuantum bilgisayarların günlük hayata girmesinin beklenmemesi gerektiği düşünülmektedir. NIST bu doğrultuda hem günümüz hem de kuantum bilgisayarlardan gelecek ataklara karşı dayanıklı kriptosistemlerin üretilmesi için bir standartlaştırma proje başlatmıştır. Bu süreçte birçok sistem önerilmiştir. Kafes tabanlı sistemler en çok gelecek vadeden sistemler olarak ön plana çıkmıştır. Kafes tabanlı kriptosistemler kafes yapısı üzerinde tanımlı olan LWE gibi problemlerin çözümlerinin zorluğuna dayanarak önerilmiş olan sistemlerdir. Fakat yan kanal saldırıları ile kriptografik sistemler çalışırken çıkan bilgiler toplanarak gizli anahtar hakkında bilgi edinilebilmektedir. Bu durumdan dolayı NIST kuantum bilgisayarlara karşı dayanıklı şifreleme sistemleri için yaptığı çağrının yanı sıra, yapılacak sistemlerin minimum maliyetle yan kanal saldırılarına karşı dayanıklı olmasını gerektiğini söylemiştir. 2016 yılında Bindel ve arkadaşlarının yaptıkları bir çalışmada uygulama atağı olarak sınıflandırılan ve bir yan kanal saldırı çeşidi olan hata ataklarını önermişlerdir. 2018 yılında Han ve arkadaşları yaptıkları bir çalışmada, 2016 yılında önerilen yöntemleri kullanarak Lizard protokolünde gizli anahtarı elde edebildiklerini söylemişlerdir ve bu ataklara karşı alınabilecek önlemlerden bahsetmişlerdir. Bu çalışmada; önceden yapılan çalışmalarda önerilenler ve kriptosistemlerin uygulamalarında olması gereken özellikler doğrultusunda Lizard protokolünün uygulaması üzerinde yapılan değişikliklerden ve bu değişikliklerin uygulama üzerindeki etkilerinden bahsedilmiştir. Protokolün uygulamasının güvenliği artırılmış ve gerçekleştirilen bazı hata ataklarına karşı önlem alınmıştır. Yapılan değişikliklerden sonra protokolün çalışma süresinde hızlanma olduğu gözlemlenmiştir.
Kuantum Hata Düzeltme Entegrasyonu ile Grover Saldırılarına Direnen Hibrit Simetrik Şifreleme Yaklaşımı Hibrit şifreleme yaklaşımı kuantum hata düzeltme entegrasyonu ve grover saldırılarına karşı direnç göstermektedir. Gelişen kuantum hesaplama yöntemleriyle kriptografik sistemlerin güvenliğini arttırmak için yenilikçi hesaplama yöntemleri geliştirilmiştir.Kuantum algoritması olan grover algoritması geleneksel simetrik şifreleme yöntemlerini tehdit ettikçe kuantum hata düzeltmeyi içeren hibrit şifreleme yöntemleri geliştirilmesi giderek önemli hale gelmiştir. Bu yaklaşımla hassas verilerin korunması kuantum tehtidlerinin oluşturduğu diğer güvenlik açıklarını ele almak için simetrik ve asimetrik şifreleme yöntemlerinin birleşim yöntemleri kullanılmaktadır. Hibrit simetrik şifreleme çalışma prensibi simetrik bir anahtarın verilerin büyük bir kısmını şifrelediği ve asimetrik sistemin bu simetrik anahtarı ilettiği çift katmanlı bir mekanizma kullanır. Kuantum hata düzeltme tekniklerine entegre ederek bu yöntem şifrelenmiş verilerin iletim sırasında hatalara ve saldırılara karşı bütünlüğünü korumayı amaçlar ve bu durum modern iletişim altyapılarının güvenliğini sağlamada kritik önem taşır.Bu tür gelişmeler yalnızca gizliliği ve verimliliği sağlamakla kalmaz aynı zamanda kriptografik sistemlerin kuantum teknolojilerine hakim olduğu bir sistem sağlar.Bu hibrit yaklaşım önemli düzeydeki etkileri gelişmiş güvenlik önemlerinin alınmasına olanak sağlayarak , siber güvenlik alanında kuantum hesaplama zorluklarına uyum sağlama konusunda artan ihtiyaçlara yanıt sunar.Dünya çapındaki kurumlar Grover algoritmasının etkilerini ve yerleşik şifreleme standartlarına yönelik potansiyel risklerini araştırırken kuantum hata düzeltmenin hibrit şifreleme çözümlerine entegrasyonu veri güvenliğini korumak için proaktif bir önlem olarak görülmektedir. Bu değişimler özellikle geleneksel ve kuantum dirençli metodojiler arasındaki kriptografik uygulamaların geleceği hakkında önemli tartışmalara yol açmaktadır. Alanda yapılan önemli çalışmalar bu hibrit sistemlerin uygulanmasına, anahtar boyutlarında gerekli ayarlamalara ve kuantum sonrası kriptografik çözümlere geçişe odaklanmaktadır. Kuruluşların bu teknolojileri entegre etmesi için klasik ve kuantum teknolojilerinin getirdiği tehditlere dayanabilen güvenli ve ölçeklenebilir kriptografik çerçevelerin geliştirilmesinin araştırmalar için kritik öneme sahiptir.
Bu çalışmada, kuantum sonrası kriptografi alanında Türkiye’deki akademik araştırmaların güncel durumu ele alınarak nitelikli araştırmacı yetiştirilmesi odağında neler yapıldığının gösterilmesi amaçlanmıştır. Bu hedef doğrultusunda kuantum sonrası kriptografi (post-quantum cryptography - PQC) tanımı yapılarak uluslararası kuruluşlar tarafından duyurulan gereksinimler, PQC’de yaygın kullanılan kriptosistem aileleri ve bazı açık problemler ele alınmıştır. Türkiye’de PQC alanında nitelikli araştırmacıların ortaya çıkma süreci ve yapılan akademik çalışmalara bir bakış sunabilmek için bibliyometrik analizler yapılmıştır. İlk analiz için ulusal tez merkezi üzerinden sunulan verilere erişim amacıyla sistematik bir araştırma yöntemi oluşturularak 42 anahtar kelime üzerinden ilgili tezler belirlenmiştir. Oluşturulan kriterleri karşılayan ve Türkiye’de bu alanla ilişkili olduğu tespit edilen açık erişimli 47 lisansüstü tez özelinde sınıflandırma, nitelik (PQC açısından katkı, yazılan dil, yüksek lisans doktora dağılımı vb.) inceleme, yıllar içindeki gelişim, üniversite/enstitü/anabilim dalı özelinde dağılım, cinsiyet ve danışman değerlendirmeleri noktasında analizler gerçekleştirilmiştir. İkinci analiz için Türkiye adresli araştırmacıların bu alanda yaptığı güncel akademik çalışmalara (makale/bildiri/kitap/kitap bölümü/derleme) erişimde Scopus veritabanı üzerinden elde edilen veriler kullanılmıştır. İki farklı analiz ile sunulan bilgiler kriptografinin güncel konularından biri olan PQC alanında Türkiye’deki güncel durumun bir resmini sunmakla birlikte kariyer planlaması yapan araştırmacılar için hem yol haritası olma hem de kaynaklara erişim noktasında bir rehber niteliğindedir.
Kuantum anahtar dağıtımı (KAD) kuantum mekaniğinin temel yasalarına dayalı güvenli bilgi teknolojileri kapsamında önerilmiş birçok uygulama arasında pratik kullanıma en yakın olanıdır. KAD iki kullanıcı arasında güvenli bilgi paylaşımı için kullanılan anahtarın üretilmesini ve dağıtılmasını sağlar. KAD sistemlerinin çalışma prensibinin ve sağladığı güvenliğin temelinde anahtarın tek fotonlar üzerinden kullanıcılar arasında dağıtılması vardır. Bu sebeple, verimli tek foton kaynakları KAD sistemleri için kritik öneme sahiptir. Literatürde farklı tek-foton kaynakları ile KAD gösterimleri mevcuttur ancak elde edilen anahtar üretim oranları ve güvenlik seviyeleri tek-foton kaynaklarının performanslarından kaynaklanan sebeplerle istenilen değerlere ulaşamamıştır. Bu sebeple, özellikle oda sıcaklığında ışıyan verimli tek-foton kaynaklarına yönelik araştırmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu projede alternatif olarak son zamanlarda popüler olan altigen bor nitrür (hBN) içerisindeki kusur merkezleri KAD için tek-foton kaynağı olarak çalışıldı. HBN bilinen diğer iki boyutlu malzemelerden farklı olarak sahip olduğu geniş bant aralığı sayesinde (~5.5 eV) farklı enerji değerlerine sahip kusur merkezleri barındırır. Böylece, mor-ötesinden görünür bölgeye kadar olan geniş bir spektrumda tek-foton ışıması elde edilebilir. Ayrıca, hBN kusur merkezlerinden elde edilen tek-foton ışımasını 800 K gibi çok yüksek sıcaklıklarda da gözlemlemek mümkündür. Bütün bu özellikleri nedeniyle hBN malzemesinin kuantum bilgi teknolojileri, metroloji ve sensör teknolojileri gibi farklı alanlarda ve farklı ortam koşullarında kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu proje kapsamında hBN içerisindeki kusur merkezlerinden elde edilen sıfır-fonon çizgisi (ZPL) ışımasının kuantum optik özelliklerinin incelendi ve bu yapılar ile ilk defa B92 protokolüne dayalı açık-hava KAD gösterimi yapıldı.
Kuantum hesaplama, geleneksel bilgisayarların yapamayacağı kadar karmaşık hesaplamaları çok daha hızlı ve daha verimli gerçekleştirmeye olanak tanıyan bir teknolojidir. Ancak kuantum bilgisayarların çalıştırılması için özel olarak tasarlanmış kuantum algoritmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu algoritmaların kuantum bilgisayarlarda verimli bir şekilde çalıştırabilmek için uygun derleyici ve kuantum bilgisayar seçimi kritik öneme sahiptir. Bu çalışmada kauntum programlama ve derleyicileri hakkında bilgiler verilerek, literatürdeki kuantum derleyicilerin karşılaştırmaları gerçekleştirilmiştir. Örnek bir soyut kuantum devre 5 kübtlik ibmq_belem, ibmq_quito ve ibmq_manila kuantum bilgisayarlarında çalıştırılarak, kuantum devrelerin çalışma mantığı uygulamalı olarak açıklanmıştır. Yapılan analizlerler sonucu L tipi kübit bağlantısına sahip ibmq_manila bilgisayarının ortalama %86 ile daha başarılı sonuçlar ürettiği gözlemlenmiştir. Diğer taraftan T tipi kübit bağlantılarına sahip ibmq_quito ve ibmq_belem bilgisayarlarının ürettikleri sonuçların başarısı ortaalama %82 ve %48 ile sınırlı kalmaktadır. Aynı kübit bağlantısına sahip bu bilgisayarların başarımları arasındaki gözle görülür farkın sebebi kübit ve bağlantılardaki hata oranlarının olduğu sonucuna varılmıştır.