Bilişim teknolojilerinin arttığı günümüzde, güvenlik açıklarının da artış gösterdiğini biliyoruz. Güvenlik açığının kapatılmaya çalışıldığı sistemlerde kriptolojinin tek başına yeterli olmamasından dolayı, bazı teknolojilerle birleştirilip bu güvenlik açığını kapatan çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalardan bazıları da yapay sinir ağlarıyla olan çalışmaları kapsamaktadır. Şifrelemeyle yapay sinir ağlarının kelime şifrelemeden, ses tanımlamaya, görüntü işlemeye kadar çoğu alanda beraber çalıştıkları uygulamalar yer almakta, kriptoloji ve yapay sinir ağlarının önemi anlatılmaktadır.
Verilerimizi sadece ileteceğimiz kişinin görmesini isteriz. Fakat bazen davetsiz misafirlerimiz de olabiliyor. Bu durumu engellemek için ilkel zamanlardan beri yöntemler geliştirilmiştir. Ama teknoloji geliştikçe güvenlik açıkları da artmıştır. Bu yüzden de verilerin güvenliğini sağlamak amacıyla yeni yöntemler geliştirildi. Veri güvenliğini, gizliliğini ve denetimini sağlayacak kriptoloji adında bir bilim dalı ortaya çıkmıştır. Bu bilim dalında şifreleme matematiksel yaklaşımlarla yapılır.
Yapay sinir ağları (YSA), insan beyninin bilgisayar teknolojileri kullanılarak tasarlandığı, öğrenme ve paralel işlem yapma kabiliyeti kazandırıldığı, matematiksel bir sisteme dönüştürülmüş bir bilgi işlem teknolojisidir. YSA, biyolojik sinir sistemine benzetilerek işleme girer. Burada, sinir hücreleri nöronları içerir ve nöronların çeşitli şekillerde bağlanmasıyla sinir ağları oluşur. İşte bu ağlar, öğrenme, hafızada bilgi saklama, insanlarda olduğu gibi insanların doğal yeteneğini gerektirecek şekilde problemleri çözme, bu tür problemlere çözüm üretme, uydurulabilir olma, doğrusal olmama gibi özellikleri sayesinde kriptolojide kullanılmaktadır.
Kriptolojide matematiksel yaklaşımlar ve protokoller, bilgi güvenliğinin sağlanmasında yeterli olamadı. Bu nedenle de bazı teknolojilerle birleşerek şifreleme yapılmaya başlandı. Bu teknolojilerden biri de yapay sinir ağlarıdır. Şifreleme dünyasında YSA kullanılarak birçok çalışma yapılmış ve yapılmaya devam etmektedir. Bunlardan biri, İngilizce yazışmalarda kullanılan karakterlerin, sayıların şifrelenmesinde yapay sinir ağlarının kullanılmasıdır. Nöral kriptografide harfler ve karakterler şifrelenebilir ve deşifrelenebilir[1]. Bu şifreleme işleminde çok katlı perseptronlardan yararlanılmıştır.
Veri güvenliğinde YSA’nın kullanıldığı, kullanılmaya çalışıldığı başarılı sonuçlar veren veya hata payının azaltılması amaçlanan birçok çalışma vardır. Hata payının azaltılmaya çalışıldığı çalışmalardan biri, kullanıcının şifresini mikrofon kullanarak sözlü olarak girdiği bir çalışmadır. Burada hedeflenen, şifrenin doğru bir şekilde ve doğru kullanıcı tarafından girildiğini kontrol etmek. Bu çalışmada çok katmanlı YSA kullanılmıştır. Ayrıca bu çalışmadan yola çıkılarak şifrenin hem klavyeden girişinin sağlanacağı hem de mikrofon kullanarak girişinin sağlanacağı bir yöntem de YSA kullanılarak geliştirilebilir.
Yapay sinir ağlarında kullanılan donanımsal veya yazılımsal gerçekleştirilebilirlik özelliği sayesinde kripto sistemlerinin donanımsal veya yazılımsal olarak gerçekleştirilmesi de mümkündür [2].
Nöral kriptografi, sayısal teori tabanlı olmayan açık kanalların üstünde anahtar üretiminde birincidir. Bilinen protokollere karşın nöral kriptografi hızlı ve kolaydır. Ayrıca her mesajda yeni bir anahtar kullanılır ve hiçbir bilgi kalıcı olarak saklanmaz. Bundan dolayıdır ki, nöral kriptografi gelecek için çok ümit vericidir.
Karakterler kullanılarak YSA’nın kullanıldığı bir diğer çalışma ise Times New Roman ve Arial biçimindeki A dan Z’ye tüm Türkçe karakterler küçük ve büyük harfleriyle birlikte, el yazısı karakterler, giriş vektörü olarak ağa sunulmuş ve YSA’nın eğitim işlemi bu karakterler üzerinde gerçekleştirilmiştir. El yazısının normalde işlenmesi, anlaşılması çok zorken, bu YSA sayesinde standart dil haline getirilerek karakter tanımlaması yapılabiliyor. Resim yazısının metne dönüştürülmesi yani resmin işlenmesi de yapılan çalışmalar arasında. Bu çalışmada çok katmanlı ileri beslemeli YSA mimarisi ile geri yayılım öğrenme metodu kullanılmaktadır. Kullanılan resim örnekleri bilgisayar ortamında oluşturulduğundan gürültü minimum düzeyde olmalıdır.
Yapay sinir ağları tabanlı ortak öğrenme yaklaşımı, donanım uygulamalarında olduğu gibi gizli anahtar üretimi için de denenmiştir.
DES’in daha güvenli sonuç vermesi için nöral kriptografi denenmiştir. Yeni konseptte açık anahtar kriptografisi sayısal tabanlı değil, değişken protokollü çok gruplu anahtarlamada kullanılabilir.
Normalde yapay sinir ağları ağırlıkları yorumlanamamaktaydı. Fakat kriptolojide bu ağırlıkların anahtar olarak kullanılması yapay sinir ağlarında dezavantaj olan bu özelliği avantaja dönüştürmüştür. Kripto analistin YSA tabanlı şifrelemeyle şifrelenmiş bir metni çözmeye çalışması çok uzun sürer. Hatta YSA ağırlıklarının bu şifrelemede rastgele kullanılması çözümlemeyi oldukça zorlaştırır. Bundan dolayı, “YSA kullanılarak yapılmış bir şifreleme güvenilir bir şifreleme yöntemidir” diyebiliriz.
REFERANSLAR:
- Şeref Sağıroğlu, Necla Demirayak, Tuğba Baydar, Yazı Dilinde Kullanılan Tüm Karakterlerin Yapay Sinir Ağları İle Şifrelenmesi Ve Şifresinin Çözülmesi, Erciyes Üniversitesi , [2]
- Wolfang Kinzel(1), Ido Kanter(2), Neural Cryptography ,(1)Department of Physics, University of Wuerzburg, (2) Germany Department of Physics, Bar Ilan University, Israel
