Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Paralar         

A.Tarih Boyunca Paralar

Değer depolama ve değişimi aracı olan paralar, tarih boyunca farklı şekillere dönüşerek bugünkü haline ulaşmıştır. Trampa(takas) sistemi sonrası, daha bölünebilir ve pratik olmasından dolayı insanlar boncuk, deniz kabuğu gibi cisimleri para yerine kullanmışlardır. Daha sonra belli metaller para yerine kullanılmış ve bunlar daha çok kendi değerlerinden dolayı değişim gücüne sahip olmuşlardır. Banknotlar ise, daha çok insanların değer atfetmesi ile değer sahibi olan paralardır. Günümüze geldiğimizde, elektronik para, sanal para ve kripto para gibi para türleri kullanılmaya başlanmıştır.

B.Bitcoin’in Para Sistemindeki Yeri

Öncelikle, dijital para, sanal para ve nihayet bitcoin ve bitcoin cinsinden paraların türü olan kripto paraları açıklamak gerekmektedir.

Dijital para, fiziki olmayan, herhangi bir şekilde dijital şekilde saklanabilen ve aktarılabilen bir para türüdür. Bu para türü içerisinde, bankalarda olan hesaplarımızda dijital şekilde saklanan paralarımız da dahildir.

Fakat sanal para, dijital paranın bir türü olmasına karşın, herhangi bir merkezi kuruluş tarafından kontrol altında olmayan, dijital verilere değer atfedilmesi ile oluşan para türleridir.

Bitcoin ve onların alt türleri olan paralar ise, hem dijital para, hem sanal para birimi olmakla birlikte, şifreleme yöntemiyle oluşturulmuş bir kripto para birimidirler. Hiçbir merkezi otoriteye bağlı değildirler ve bu bağımsızlık onların doğasındadır.

C. Kripto Paraların Mevcut Durumu

Bitcoin’in başını çektiği kripto paralar, Dünya’da en başta finans sistemini, ardından da hukuk sistemini değiştirme yolunda ilerlemektedir. İlk olarak 2008 yılında Satoshi Nakamoto tarafından bir makale ile ortaya atılan bitcoin, 5 Ekim 2009 da 0,004  Dolar değerinde iken, 2019 Haziran ayında 12.800 dolara(74.000 TL) kadar çıkmıştır. 2013 yılında 4 olan bitcoin atm sayısı, 2019 a gelindiğinde 6000 in üzerindedir. [1]

Bitcoin’in açık kaynak kodlu olmasından dolayı da, benzer şekilde binlerce farklı kripto para birimleri (altcoin) oluşturulmuş, bunlar da piyasada talep görmüştür. Bu açıdan bakıldığında da, kripto paralara olan toplam talebin boyutu çok daha fazladır.

Ayrıca bitcoin kripto paraların ilki olmasına karşın, kripto paraların çalışma sistemi dağıtık veri tabanı(distrubuted) sistemi olsa da, bazı noktalarda bitcoin’den daha farklı özelliklere de sahiplerdir.

D.Blockchain Çalışma Sistemi

Klasik paraların yerine, merkezi bir otorite tarafından kontrol edilmeyen ve edilemeyen, tamamen ağdaki her bir birime bağlı olan kripto paralar, arkasında blok zincir(blockchain) teknolojisini barındırır.

Blockchain teknolojisi, verilerin özet fonksiyonlarla(hash) şifrelenip, dağıtık veri tabanlarının her birinde kaydedilmesi ile oluşturulan bir sistemdir. En yaygın kullanılan özet fonksiyon, bitcoin’in de kullandığı ‘’ SHA-256 ‘’ isimli özet fonksiyondur.

Veriler her bir uç(birim) tarafından kaydedilip doğrulandığı için, bu verilerin değiştirilmesi veya silinmesi çok zordur. Merkezi bir otorite tarafından doğrulanmaya ihtiyaç duymadığından, aracıları aradan kaldırmakta ve güveni en üst seviyeye çıkarmaktadır.

Bloklar birbirine bir zincir gibi bağlıdır. Ağa kayıt, tamamen demokratik bir şekilde gerçekleşmektedir. Ayrıca farklı türde blockchain sistemleri mevcuttur.

E.Kripto Paralarda Güvenlik

Paranın en önemli unsurlarından bir tanesinin güven duygusu olduğu söylenebilir. Bu durum aslında tüm yatırımlar için aynı şekildedir. Bu yönden bakıldığında, kağıt paralar güvenini devletlere bağlı olmasında bulmaktadır. Elektronik parada ise güvene karşılık gelen, regülasyondur. Tarihe bakıldığında, altın ve gümüş gibi metaller de güveni kendi kıymetlerinde barındırmaktadır.

Bir parada güven duygusunu sağlayan durumlar;

– İzinsiz alınamaması,

– Değiştirilememesi

– Silinememesidir.

Kripto paralarda da insanlar, en başta bu üç durumun oluşmasını aramaktadırlar.

1. Kripto Paralara Uzaktan Erişimin Değerlendirilmesi: Cüzdan(Wallet)

Kripto paralarda her bir bireye bir sanal cüzdan verilir. Bu cüzdanlar bir şifreye sahiptir, bu cüzdanların güvenliği, şifrenin başkası tarafından ele geçirilmemesine bağlıdır.

Farklı şifreleme yöntemleri olsa da, genel olarak kripto paralarda kullanılan bu şifreleme yönteminin hacklenmesi, şu anki durumda neredeyse imkansız olduğundan dolayı, kişilerin şifreyi düzgün saklaması, alınabilecek en büyük güvenlik önlemlerindendir.

1.1. Kripto Cüzdanların Çalışma Şekli ve Güvenliği:

Kripto cüzdanlar, arkasında kriptografi bilimini barındırır.

Her cüzdan bir açık(public) bir de gizli(private) anahtarı içerir. Gizli anahtar ile şifrelenen veriler, açık anahtar ile çözülebilir. Gizli anahtardan açık anahtara ulaşılabilir, fakat açık anahtardan gizli anahtara ulaşılamaz. Yani tek yönlü bir fonksiyondur.

Açık anahtara sahip olan birisinin, kaba kuvvet saldırısı ile gizli anahtara ulaşması için, tüm olasılıkları denemesi gerekecektir. Bunun için 2²⁵⁶  deneme yapması gerekmekte olup, denemelerinin yarısında gizli anahtarı bulduğu varsayılsa bile 2²⁵⁵ deneme yapması gerekmektedir.

Bu özelliği ile, gizli anahtarın paylaşılmaması durumunda, izinsiz cüzdanlara erişim olamayacak, izinsiz alınamayacaktır.  

2. Kripto Paraların Özellikler

1- Merkezi bir sistemleri yoktur.

2- Aracıya ve güvene ihtiyaç yoktur.

3- Banka hesaplarındaki gibi borç değil, doğrudan değer taşıyıcılardır.

4- Devletler, bu tür paralarla alakalı mali kararlar alamazlar, bu yüzden deflasyona uğramazlar. [2]

5- İşlemler anonimdir ve takma isimler ile yapılır. Fakat tamamen anonimlik mümkün değildir.

            6- İşlemler şeffaf ve küreseldir.

            7- İşlemler geri alınamaz.

            8- Güvenlik seviyesi had safhadadır.

3. Kripto Paralarda Güvenlik

Kripto paralar, yukarıda açıklandığı gibi arkasında blockchain teknolojisi ile çalışmaktadır. Dağıtık veri tabanı sisteminde, her işlem, diğer işlemler tarafından da bilinir. Defter-i kebir(ledger) de denilen bu ağda, veriler tüm işlemcilerde güncellenmiş olarak bulunur ve doğrulanır. Bu doğrulama, bitcoin’de iş kanıtı sistemi(proof of work) ile sağlanır. İzinsiz şekilde verilerde değiştirilme veya silinme durumu olduğunda, diğer uçlar ile uyuşmayacağı için, bu durum fark edilecek ve kişilerin paraları güvende olacaktır.

Bazı kripto paralarda farklı tür sistemler kullanılabildiğinden dolayı, sayılan güvenlik açıkları, asıl olarak bitcoin ve benzer blockchain sistemini kullanan kripto paralar içindir.

 Bu bağlamda, bitcoin ve benzer kripto paraların izinsiz değiştirilebilmesi veya silinebilmesi için olabilecek ihtimaller şunlardır[3]:

3.1. Cüzdana uzaktan erişim: Yukarıda açıklanan güvenlik sistemini aşmaya yönelik

ataklardır. Şu anki klasik bilgisayarlar ile imkânsıza yakın olduğu yukarıda açıklanmıştır.

Cüzdan şifrelerinin güvenliğinin önündeki en büyük tehdit, şifrelerin fiziki olarak ele geçirilmesidir. Bu durumda kişilerin kripto paralarını ve bitcoinlerini korumalarının imkanı bulunmamaktadır.

3.2. Yarış atağı (race attack): Bir işlemin, hiçbir uç tarafından onaylanmadan önce,

aynı işlemi tekrar gönderip, çifte harcama yapılmasının sağlanması atağıdır. Bu atağa karşı en iyi güvenlik yolu, en iyi uçlara bağlanma sistemi ile, ikinci güvensiz ucu reddetmektir. Bu şekilde, uçlar arasında çoğunluğa sahip olunamadığı sürece, bitcoinler güvende olacaktır.

3.3. Vektör 76 atağı: Yarış atağına benzer şekilde olan bir saldırı türüdür. Aynı şekilde önlenebilmektedir.

3.4. Kaba kuvvet atağı: Kötü niyetli madencilerin, çifte ödeme içeren blokları onaylaması ve bu şekilde, kullanıcıya onaylandı mesajının gitmesi şeklindedir. Bu atak çeşidinde, kötü niyetli madencilerin başarı olasılığını artırması için, madenlerin daha yüksek oranlarına sahip olması gerekmektedir. Kötü niyetli madenciler, %10 madene sahip ise, atağın başarılı olma olasılığı, %0.1 dir.

Ayrıca, birimlerin daha fazla iş kanıtlarına sahip olmasının öngörülmesi halinde, güvenlik daha fazla olacaktır.

3.5. %50 Atağı: Kötü niyetli madenciler, madenlerin eğer %50 sinden fazlasına sahip

ise, çoğunluğa sahip olacakları için, bu atağın başarılı olma olasılığı %100 olmaktadır.

Günden güne bitcoin ve kripto para sahibi kişi sayısı ve bu doğrultuda bitcoin

madencisi veya farklı doğrulama sistemlerine sahip kripto paralarda ise işlemlerin taraf sayısı arttığından dolayı, ‘’%50 atağı’’ nın başarılı olma olasılığı gittikçe azalmaktadır. 

4. Kuantum Bilgisayarlar ve Bitcoinlerin Güvenliği

4.1. Kuantum Bilgisayarlar

Gordon Moore 1965 yılında, bilgisayarlardaki transistör sayısının her iki yılda ikiye katlanacağını söylemiştir. Fakat bugüne geldiğimizde karşımıza kuantum bilgisayarlar çıkmıştır.

            Kuantum bilgisayar fikri, en başta 1980 yılında, Sovyet Yuri Marin ile Amerikalı Feynman tarafından kuantum mekaniklerinin bilgisayarlarda da çalışabileceği tezi ile ortaya çıkmıştır.[4] Daha sonra 1991 yılına gelindiğinde, kuantum bilgisayarların klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı olabileceği fark edilmiştir. 1998 yılında ise NMR bilgisayarlarında kuantum algoritmaların çalıştığını gösterdiler.[5] 2019 yılında ise Google, kuantum bilgisayarın hızını kanıtlamıştır.

4.2. Kuantum Bilgisayarlar Çalışma Şekli

Klasik bilgisayarlarda işlem yapan ‘’bit’’ mevcut iken, kuantum bilgisayarlarda kübit isimli bilgi depoları kullanılır. Kuantum mekaniği, klasik mekaniğin aksine, iki ayrı parçacık durumunun(kuantum) aynı anda ayrı yerlerde olabileceğini göstermektedir. Bu da bilgisayarın çalışma sistemi olan ‘’0’’ ve ‘’1’’ lerin aynı anda bilgiyi taşıyabileceğini göstermektedir. Bu özellik de kuantum bilgisayarlara yüksek hız vermektedir.

            Bir kübit değeri, klasik bilgisayarlardaki bit değerinin iki katı, iki kübit değeri ise 2² katıdır. Günümüzde konu tartışmalı olsa da, IBM kübit değerini 53’e ulaştırdığını belirtmiş, 20 kübit değerli bilgisayarını ise denemiş, test etmiş ve sergilemiştir.. İntel ise 50’ye ulaştırdığını iddia etmiştir. [6]

            50 kübitlik bir kuantum bilgisayar, saniyede 2⁵⁰ bitlik işlem yapabilecektir.

4.3. Kripto Paralar’da Güvenlik Riskleri

Kripto paralar, yukarıda bahsedildiği gibi arkasında blockchain teknolojisini barındırır. Kuantum bilgisayarlar, piyasadaki klasik bilgisayarlardan şu an için yaklaşık 100.000 kat daha hızlıdır.

Kuantum bilgisayarlardaki bu hız, bitcoin ve benzer kripto para teknolojilerinin güvenliğini ihmal etmesi açısından değerlendirildiğinde, yukarıda açıkladığımız ‘’yarış atağı’’, ‘’vektör 76 atağı’’ denemelerinde, yukarıda söylediğimiz ‘’en iyi uca bağlanma’’ prensibi sayesinde, bitcoin sistemlerinde bir güvenlik açığına neden olamayacaktır.

‘’Kaba kuvvet atağı’’ ve ‘’%50 atağı’’ denemelerini incelediğimizde, burada önemli olan faktörün çoğunluğu elde etme olmasından dolayı, bu açıdan da kuantum bilgisayarlar, bir güvenlik açığına sebep olmayacaktır.

Diğer kripto para birimlerinde, farklı sistemler kullanılabildiğinden dolayı, farklı ataklar da olabilmekle beraber, cüzdanların tutulma şekilleri arasında en güvenli olan simetrik(gizli anahtar) şifreleme yöntemi, tüm kripto para birimlerinde kullanılabilmektedir.

Bu açıdan bakıldığında kuantum bilgisayarların devasa hızlarının, bitcoin ve benzer kripto para birimlerinde tehlike oluşturabilecek yanı, asıl olarak ‘’cüzdanların(wallet) şifreleme sistemlerinin uzaktan ele geçirilmesi’’ olacaktır.

Cüzdanların kapalı anahtar şifreleme sistemini geçebilmek için, en avantajlı ihtimalde 2²⁵⁵ deneme yapılması gerekmektedir. Bu sayı da yaklaşık 115×10⁷⁴ olacaktır. Bunun nedeni ise gizli anahtarın 256 adet rastgele 0 ve 1 lerden oluşmasıdır.

Şu an piyasada en hızlı klasik bilgisayarlara baktığımızda, 8 çekirdekli 5.2 GHZ CPU’ya sahip bilgisayarlar olduğu görülmektedir.[7] Bir işlemci hızı, Mhz ve Ghz lere bağlıdır. Bir Ghz ‘ye sahip bir işlemci, saniyede 1.000.000.000 işlem yapabilmektedir. [8] Hesaplandığında, 8 çekirdekli 5.2 Ghz CPU’ya sahip bir işlemci, saniyede yaklaşık 40.000.000.000 (kırk milyar) işlem yapabilecektir. Bahsedilen işlemci, piyasadaki en hızlı işlemcidir.

Bunun yanında, Çin’in ürettiği, 93 petaflop işlemci gücüne sahip olan bilgisayar, üretilen en hızlı bilgisayardır. Bir petaflop, saniyede 1.000.000.000.000(Bir katrilyon) işlem kapasitesi anlamına gelmektedir.

Bu veriler ışığında, şu anki piyasada en hızlı bilgisayarın bir kripto cüzdan gizli anahtar şifreleme sistemini çözmesi için, 62 x 10⁶¹   saniye sürecektir.  Bir yılın yaklaşık 31 x 10⁶ saniye olduğunu söylersek, bu işlem 2 x 10⁵⁵  yıl sürecektir. Bu da milyar çarpı milyar yıldan fazla bir süre anlamına gelmektedir.

4.4. Kuantum Bilgisayarlar ve Kripto Para Cüzdanları

Piyasadaki en hızlı bilgisayarın 2×10⁵⁵ yılda çözebildiği kapalı anahtar kriptoloji sistemini, kuantum bilgisayarlar Çin’de üretilen 92 petaflopluk bilgisayardan yaklaşık 12    kat daha hızlı çözecektir. Intel’in ürettiği kuantum bilgisayar, piyasadaki en hızlı bilgisayardan ise yaklaşık 100.000 kat daha hızlı çözecektir.

Bu hesaplamadan da, İntel’in duyurduğu kuantum bilgisayarın, gizli anahtarlı şifreleme sistemini 16x 10⁵³ yılda çözebileceği anlamına gelmektedir.

Görüldüğü üzere, şu anki test edilen kuantum işlemcili bilgisayarlar dahi, bitcoin ve diğer kripto para birimlerinde blockchain sistemlerindeki cüzdanları izinsiz ele geçirmek için, simetrik(gizli anahtar) şifrelemeyi, milyar kere milyar yıldan fazla sürede çözebilmektedir.

Dünya üzerinde klasik şifreleme yöntemlerinden en güveniliri olan bu sisteme karşı kuantum bilgisayarlar dolayısı ile kırılabileceğini söylenmesinin sebebi, daha çok, kuantum bilgisayarlardaki işlemci hızlarının 2 nin geometrik katları şeklinde artmasıdır.(2 nin üzeri şeklinde)

Ayriyeten kuantum bilgisayarlarda gelişmenin, klasik bilgisayarlara göre çok daha hızlı olduğu görülmektedir. Teknolojik gelişmeler ve teknoloji firmalarının açıklamaları[9] , 73 kübitlik kuantum işlemcili kuantum bilgisayar yaptıkları yönündedir. Fakat bunlar bu aşamada test edilmemişlerdir.

Bir kuantum bilgisayarın, simetrik(gizli anahtar) şifreleme yöntemini 10 günde kırması için, saniyede 2²⁴⁰ işlem yapması gereklidir.

Dolayısıyla 240 kübit işlemcili bir kuantum bilgisayar, kripto paralarda ve blockchain sistemlerinde ve başka bir çok sektörde kullanılan bu şifreleme sistemini, 10 günde kırabilecektir.

Hızla gelişen teknoloji ve özellikle kuantum teknolojisine baktığımızda, bunun imkansız olmadığı görülmektedir.

4.5. Kripto Paralarda Alternatif Kriptoloji Yöntemleri

Yukarıda kuantum bilgisayarların, günümüzün en güvenli veri aktarımı sistemi olarak kabul edilen blockchain ve dolayısı ile bitcoin ve benzeri kripto paralara izinsiz erişimi yapabilmesi ihtimaline karşılık, daha güvenli şifreleme yöntemleri geliştirilmektedir. Bu şifreleme yöntemlerine örnek olarak, ‘’ kafes tabanlı şifreleme’’ , ‘’ kod tabanlı şifreleme’’ , ‘’ çok değişkenli şifreleme’’ , ‘’ karma tabanlı şifreleme’’ ler örnek verilebilir.[10]

Blockchain ve Kripto Paralarla ilgili diğer yazılarımıza bağlantıdan ulaşabilirsiniz.

Ayrıca Kripto Para Borsaları ve Hak İhlalleri isimli yazımıza da 7. Sayımızda görebilirsiniz.

Yazar: Av. Ali ERŞİN / Hukuk ve Bilişim Dergisi Genel Koor.

[1] www.koinfinans.com

[2] Dr. Abdurrahman ÇALKACIOĞLU, ‘ Kripto-Para Bitcoin’’ , SPK, Aralık 2016

[3] Dr. Abdurrahman ÇALKACIOĞLU, ‘ Kripto-Para Bitcoin’’ , SPK, Aralık 2016

[4] Halil Tuvan Gezer, Kuantum Bilgisayar Fikrinin Kısa Tarihçesi, https://medium.com/@tuvangezer/kuantum-tarih-1b4a4ec218f5

[5] Benioff, Paul “The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines”, https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01011339

[6] https://www.webtekno.com/ibm-20-qubit-lik-kuantum-bilgisayar-h60701.html

[7] https://www.bilirimbilirsin.com/teknoloji/2019-un-en-iyi-islemcileri-pcniz-icin-en-iyi-cpular/

[8] Milli Eğitim Bakanlığı, İşlemciler(CPU), Ankara, 2012

[9] https://www.technopat.net/sosyal/konu/google-kuantum-uestuenluegue-elde-etti.761914/

[10] https://bitdefender.com.tr/kuantum-bilgisayarlar-sifreleme-yontemlerini-degistirecek/