Kriptografi, kriptoloji ya da şifreleme, okunabilir durumdaki bir verinin içerdiği bilginin istenmeyen taraflarca anlaşılamayacak bir hale dönüştürülmesinde kullanılan yöntemlerin tümüdür. Kriptografi bir matematiksel yöntemler bütünüdür ve önemli bilgilerin güvenliği için gerekli gizlilik, aslıyla aynılık, kimlik denetimi ve asılsız reddi önleme gibi şartları sağlamak amaçlıdır. Bu yöntemler, bir bilginin iletimi esnasında ve saklanma süresinde karşılaşılabilecek aktif saldırı ya da pasif algılamalardan bilgiyi –dolayısıyla bilginin göndericisi, alıcısı, taşıyıcısı, konu edindiği kişiler ve başka her türlü taraf olabilecek kişilerin çıkarlarını da– koruma amacı güderler.
Kriptoloji, şifre bilimidir. Haberleşme ve iletişim alanında iletilerin, mesajların, yazıların güvenli şekilde alıcısına ulaşması için çalışmalar yapan, yöntemler geliştiren bilim dalıdır. Önemli haberleşme verilerinin başkaları tarafından deşifre edilmemesi için özel matematiksel yöntemler kullanılarak güvenli şekilde iletişim sağlanması için kriptolojiye başvurulur. Bu sayede haberleşme daha güvenli hale getirilir. Şifrelenmiş bir metnin deşifre edilmesi ülkeler arası büyük bir krize neden olabilir ve bu durum iki ülke arasında savaş başlamasına sebep olabilir veya savaş halindeki iki ülkenin savaşı bitirmesini de sağlayabilir.
AES, elektronik verinin şifrelenmesi için sunulan bir standarttır. Amerikan hükûmeti tarafından kabul edilen AES, uluslararası alanda da defacto şifreleme (kripto) standardı olarak kullanılmaktadır. DES'in yerini almıştır. AES ile tanımlanan şifreleme algoritması, hem şifreleme hem de şifreli metni çözmede kullanılan anahtarların birbiriyle ilişkili olduğu, simetrik-anahtarlı bir algoritmadır. AES için şifreleme ve şifre çözme anahtarları aynıdır.
Anlamsal güvenlik bir açık anahtarlı şifreleme sistemindeki güvenliği tanımlamak için sık kullanılan bir ifadedir. Bir şifreleme sisteminin anlamsal olarak güvenli olması için, hesaplama yetenekleri sınırlı olan bir saldırganın, elinde sadece şifreli metin ve buna karşılık gelen açık anahtar bulunduğunda, gizli metin hakkında önemli bilgi çıkartabilmesinin uygulanabilir olmaması gerekir. Anlamsal güvenlik sadece "edilgin" saldırgan durumunu inceler, örn. bir kişinin açık anahtarı kullanarak sadece seçtiği açık metinlere karşılık gelen şifreli metinleri incelediği durum. Diğer güvenlik tanımlamaları gibi, anlamsal güvenlik, saldırganın seçtiği bazı şifreli metinlerin açık hallerini elde edebildiği seçilen şifreli metin saldırısı durumunu göz önünde bulundurmaz ve birçok anlamsal güvenlik şifreleme şemalarının seçilen şifreli metin saldırısına karşı güvensizliği gösterilebilir. Sonuç olarak anlamsal güvenlik genel bir şifreleme şemasının güvenliğini tanımlamak için yetersiz sayılır.
Man-in-the-middle saldırısı, saldırganın birbiri ile doğrudan iletişim kuran iki taraf arasındaki iletişimi gizlice ilettiği veya değiştirdiği saldırı türüdür. İletişim ağı üzerinde veri paketleri serbestçe dolaşır. Özellikle broadcast olarak salınan paketler, aynı ağa bağlı tüm cihazlar tarafından görülebilir. İlkesel olarak hedefinde kendi IP'si olmayan bir paketi alan makinelerin, bu paketlerle ilgili herhangi bir işlem yapmamaları gerekir. Ancak istenirse bu paketlere müdahale edebilir ya da içeriğini öğrenebilirler. Aradaki adam saldırısı ağ üzerindeki paketleri yakalayarak manipüle etmek olarak özetlenebilir.
Simetrik anahtar algoritmaları aynı ya da benzer kripto-grafik şifreleri kullanarak hem şifreleme hem de deşifreleme yapan bir kripto-grafik algoritma grubudur. Şifreler ya birebir aynı ya da basit bir yöntemle birbirine dönüştürülebilir olmalıdır. Pratikte anahtarlar gizli bağlantının devam ettirilmesinde kullanılan iki ya da daha fazla taraf ile paylaşılmış bir şifreyi temsil ederler. Açık anahtarlı şifrelemeye göre ana dezavantajlarından biri iki partinin de gizli anahtara erişiminin olması gerekliliğidir.
Kriptografide çalışma kipleri, bir blok şifrenin tek bir anahtar altında güvenli bir şekilde tekrarlı kullanımına olanak veren yöntemlerdir. Değişken uzunluktaki mesajları işlemek için veriler ayrı parçalara bölünmelidir. Son parça şifrenin blok uzunluğuna uyacak şekilde uygun bir tamamlama şeması ile uzatılmalıdır. Bir çalışma kipi bu bloklardan her birini şifreleme şeklini tanımlar ve genellikle bunu yapmak için ilklendirme vektörü (IV) olarak adlandırılan rastgele oluşturulmuş fazladan bir değer kullanır.
Kriptografide, bir kesintisiz şifreleme, dizi şifresi veya akış şifresi bir simetrik anahtardır. Düz metin bitlerinin bir exclusive-or (XOR) işlemi kullanılarak bir sözde rastgele şifre bit akışı ile birleştirildiği şifrelemedir. Bir akış şifresinde düz metin sayısal basamakları her seferinde bir tane şifrelenir ve ardışık basamakların dönüşümü şifreleme durumu sırasında değişir. Her bir basamağın şifrelenmesi mevcut duruma bağlı olduğundan alternatif bir isim durum şifresidir. Pratikte, basamaklar tipik olarak tek bitler veya baytlardır.
Kriptanaliz şifrelenmiş metinlerin çözümünü araştıran kriptoloji dalıdır. Kriptanaliz, bilinmeyen anahtarları bulmak için kullanılır.
Farksal kriptoanaliz, blok şifreleme üzerine uygulanan kriptoanalizin genel formudur. Ama bu özet fonksiyonları ve metin şifreleme üzerine de uygulanabilir. En genel anlamda, giriş değerlerinin çıkışı nasıl etkilediği üzerine yapılan bir çalışmadır. Blok şifreleme açısından düşündüğümüzde ise; ağ üzerindeki dönüşümleri izlemek için kullanılan bir dizi teknik diyebiliriz. Yani; şifreli metnin nerede rastgele olmayan davranış sergilediğini anlamak ve gizli anahtarı elde ederek sömürmek için kullanılır.
- Farksal kriptoanaliz genellikle bir açık metin atağı olarak bilinir. Saldırgan bunu gerçekleştirmek için, bazı şifreli metinleri ve bunlara karşılık gelen açık metinleri elde etmek zorundadır. Ancak bu sanıldığı kadar da kolay değildir, şöyle ki; DES algoritması üzerine bu saldırı yapılmak istenirse, başarılı bir sonuç elde edebilmek için 2^47 adet seçili açık metin olması gerekir. Ancak bazı yöntemler vardır bunu aşabilmek için. Genel yöntem; iki tane açık metin ki bunlar aralarında sabit farka bakılır, sabit fark çeşitli anlamda yorumlanabilir ama bu noktada XOR işlemi olarak anlamalıyız ve bunlar sabit modelli dağılımların şifreli metinler üzerindeki etkisini tespit etmeyi umarak yapılır. Açık ve şifreli metinlerin statik modelli dağılımları DES'de kullanılan S kutularının doğasında vardır. Basit bir formül ile göstercek olursak, Saldırgan her S kutusu için şu denklemi analiz etmelidir:
- (ΔX, ΔY), ΔY = S(X ⊕ ΔX) ⊕ S(X).
Kriptografide ilişkili-anahtar saldırısı; değerleri başlangıçta bilinmeyen ancak anahtarları bağlayan bazı matematiksel bağıntıların saldırgan tarafından bilindiği, birkaç farklı anahtar altında çalışan bir şifrenin saldırgan tarafından gözlemlenebildiği bir tür kripto analiz yöntemidir. Örneğin; saldırgan başta bitlerin ne olduğunu bilmese de anahtarın son 80 bitinin her zaman aynı olduğunu biliyor olabilir. Bu ilk bakışta gerçekçi olmayan bir örnektir; saldırganın şifreleme yapan kişiyi, şifresiz bir metni birbirleriyle ilişkili çok sayıda gizli anahtar ile şifrelemeye ikna etmesi neredeyse imkânsızdır.
Bilinen açık metin saldırısı, kriptanaliz için bir saldırı modelidir ve saldırganın hem açık metin hem de şifrelenmiş haline erişimi vardır. Bunlar gizli anahtarlar ve kod kitapları gibi daha fazla gizli bilgiyi açığa çıkarmak için kullanılabilir. "Yemlik" terimi, Bletchley Park, İngiliz İkinci Dünya Savaşı şifre çözme operasyonundan kaynaklanmıştır.
Seçilmiş açık metin saldırısı, saldırganın keyfi açık metinler için şifrelerin elde edilebileceğini varsayan kriptanaliz için bir saldırı modelidir. Saldırının amacı, şifreleme şemasının güvenliğini azaltan bilgiyi elde etmektir.
Uçtan uca şifreleme (E2EE), sadece uç noktadaki kullanıcıların okuyabildiği bir iletişim sistemidir. Hedefi, İnternet sağlayıcıları, ağ yöneticileri gibi aradaki potansiyel gizli dinleyicilerin, konuşmanın şifresini çözmek için gereken şifreleme anahtarlarına erişmesini engellemektir.
Kriptografide, ilklendirme vektörü kısaca İV ya da ilklendirme değişkeni, tipik olarak rastgele veya sözde rassal olması gereken bir şifreleme temelinin sabit boyuta sahip olan girdisidir. Bu rastgelelik, şifreleme işlemlerinde anlamsal güvenliği sağlamak için çok önemlidir. Anlamsal güvenlik tek bir şifreleme yönteminin aynı anahtar ile tekrar tekrar kullanılmasının şifrelenmiş mesajın bölümleri arasındaki ilişkileri çıkarmasına izin vermediği bir özelliktir. Blok şifreleri için, İV kullanımı çalışma kipleri ile açıklanmaktadır. Ayrıca, evrensel hash fonksiyonları ve buna dayanan mesaj kimlik doğrulama kodları gibi diğer temel öğeler için de rastgeleleştirme gereklidir.
Güçlü kriptografi veya kriptografik olarak güçlü, kriptografik sistemlere veya kriptanaliz için dirençli olduğu düşünülen bileşenlere uygulanan genel terimlerdir.
Kimliği Doğrulanmış şifreleme (AE) ve İlgili Verilerle Kimliği Doğrulanmış Şifreleme (AEAD), aynı anda verilerin gizliliğini ve gerçekliğini garanti eden şifreleme biçimleridir
Kriptografide, bir ayırt edici saldırı, bir saldırganın şifreli verileri rastgele verilerden ayırt etmesini sağlayan bir şifreyle şifrelenmiş veriler üzerinde bulunan herhangi bir kriptanaliz biçimidir. Modern simetrik anahtar şifreleri, böyle bir saldırıya karşı bağışık olacak şekilde özel olarak tasarlanmıştır. Başka bir deyişle, modern şifreleme şemaları sözde rastgele permütasyonlardır ve şifreli metin ayırt edilemezliğine sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Çıktıyı rastgele bir brute force aramasından daha hızlı ayırt edebilen bir algoritma bulunursa, bu bir şifre kırılması olarak kabul edilir.
Seçilmiş şifreli metin saldırısı, kriptanalistin seçilen şifrelerin şifresini çözerek bilgi toplayabileceği kriptanaliz için bir saldırı modelidir. Bu bilgi parçalarından, saldırgan, şifre çözmek için kullanılan örtülü-gizli anahtarı kurtarmaya çalışabilir.
Kriptografide, şifreli metin, şifreleme adı verilen bir algoritma kullanılarak düz metin üzerinde gerçekleştirilen şifreleme işleminin sonucunda elde edilen çıktıdır. Şifreli metin, aynı zamanda şifrelenmiş veya kodlanmış bilgi olarak da bilinir çünkü orijinal düz metnin, şifresini çözmek için uygun şifre olmadan bir insan veya bilgisayar tarafından okunamayan bir biçimini içerir. Bu işlem, hassas bilgilerin bilgisayar korsanlığı yoluyla kaybolmasını önler. Şifrelemenin tersi olan Şifre çözme, şifreli metni okunabilir düz metne dönüştürme işlemidir. Şifreli metin, kod metni ile karıştırılmamalıdır çünkü ikincisi bir şifrenin değil bir kodun sonucudur.