Kuantum temelli bilgi güvenliği

Bu tez çalışmasında, kuantum hesaplamaya dayalı bir güvenli iletişim yöntemi önerilmiştir. Güvenli iletişim için katılımcıların aynı gizli anahtara sahip olması gerekir. Paylaşılmayan gizli anahtar, yerel olarak katılımcılar tarafından üretilir. Her katılımcının gizli anahtarı oluşturacak kuantum kapıları bilmesi gerekir. Katılımcılardan biri diğerine kuantum takviyeli öğrenme ile kuantum kapıları öğretir. Öğrenme eyleminin güvenliği rotasyon kapısı ile sağlanır. Kuantum durumundaki her kubite farklı açılar kullanılarak rotasyon kapısı uygulanır. Böylece farklı genliklere sahip bir süperpozisyon durumu elde edilir. Bu nedenle iletişimi dinleyen üçüncü bir katılımcı faydalı bir bilgi elde edemez. Kuantum takviyeli öğrenmenin ardından iki hata kontrolü gerçekleştirilir. Farklı seçilen kapılar hata kontrolleri yapılarak sistemden çıkarılır. Bu sayede her iki tarafın da aynı kapılara sahip olması sağlanır. Bundan sonra her iki taraf da aynı anahtarı oluşturacak bilgiye sahip olacaktır. Katılımcılar sahip oldukları bilgileri güvenli bir iletişim yöntemi için kullanırlar. Geliştirilen yöntem daha önce yapılan çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Yöntem, IBM Qiskit kullanılarak simüle edildikten sonra simülasyon sonuçları tartışılmıştır. Son olarak da önerilerde bulunulmuştur.

In this thesis, a secure communication method based on quantum computing is proposed. For secure communication, participants must have the same secret key. The non-shared secret key is generated locally by the participants. Each participant must know the quantum gates that will generate the secret key. One of the participants teaches quantum gates to the other by using quantum reinforcement learning. The safety of the learning action is ensured by the rotation gate. A rotation gate is applied to each qubit in the quantum state by using different angles. Thus, a superposition state with different amplitudes is obtained. Therefore, eavesdropper cannot obtain any useful information. After quantum reinforcement learning, two error checks are performed. The incorrect gates are canceled through error checks. With the error checks, it is ensured that both parties have the same gates. Thus, both parties will have the information to generate the same key. The participants use the information they have for a secure communication method. The method, that was developed, has been compared with previous studies. After the method was simulated by using IBM Qiskit,, the simulation results has been discussed. Finally, suggestions has been made.