Büyük Veri'deki artış eğilimine bağlı olarak Siber Güvenlik tehditleri ve saldırılarının da hızla artması ağ, altyapı ve veri gizliliğinde yüksek güvenlik önlemlerine ihtiyaç oluşturmuştur. Bu noktada verileri güvence altına almak ve mantıksal sonuçlar elde etmek için verileri analiz etmek, günümüzde çözüm aranan konuların başında gelmektedir. Ortaya çıkan ve artan güvenlik sorunlarına karşı alınan şifreleme önlemleri incelenmiş ve şifreleme yaklaşımlarının esas olarak nöral ve kuantum kriptografi alanlarında gerçekleştirildiği görülmüştür.
Nöral Kriptografi
Nöral Kriptografi makine öğrenmesinde beyin hücrelerinin çalışma sistemine benzer şekilde işletilen çok katmanlı bir sistemdir. Temelde Yapay Sinir Ağı (ANN) ile bir dizi girdi ve bunlara karşılık gelen çıktılarla matematiksel bir ilişki geliştirmek ve bunları sınıflandırmak üzerine kuruludur. Bu kriptografi tekniği üç aşamada gerçekleşir: birincisi bağlantı, ikincisi öğrenme ve sonuncusu aktivasyon aşamasıdır. İlk katman olan bağlantı adımında nöronlar arasındaki ilişki korelasyon bazlı olarak kurulur ve veriler çeşitli parametreler kullanarak bilgiyi değerlendiren sinapslar aracılığıyla ikinci katmana aktarılır. İkinci katman olan öğrenme adımında, verinin değerlendirilmesi için kontrolü yapılır ve saklanan parametreler gözden geçirilir. Üçüncü katman olan Aktivasyon adımında ise gözden geçirilmiş girdilerden çıktılar alınır.
Kuantum Kriptografi
Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi, foton polarizasyonu ve dolanıklık ilkelerine dayalı olarak kuantum kriptografi oluşturulmaktadır. Temelde Kuantum Dolanıklık ve Anahtar Dağılım Protokol teknikleri ile veri iletimi ve şifrelemesini gerçekleştirir. BB84 protokolü, aynı zamanda Kuantum Anahtar Dağıtım Protokolü (QKD) olarak da bilinir ve 1984'te ortaya çıkmış olup, Heisenberg'in Belirsizlik İlkesi, foton polarizasyonu ve dolaşıklık ilkelerine dayanır. En çok tercih edilen protokol olan "Kuantum Anahtar Dağıtımı" (QKD), doğrudan kullanıcı verilerini şifrelemez, ancak gizli tutulması gereken verilerin kullanılmasına olanak tanır. En çok tercih edilen protokol olan "Kuantum Anahtar Dağıtımı" (QKD) süperpozisyon, dolaşıklık ve kopyalanamazlık teoremine dayanır; bu nedenle, saldırgan ne veritabanını kopyalayabilir ne de ona müdahale edebilir. Kuantum kriptografi, şifrelenmiş fiber ağları kullanır. Bu ağlarda, süperpozisyon durumundaki fotonlar, anahtar oluşturulup şifresi çözülene kadar ikili ve sıfır qubit'leri belirlemek amacıyla gönderilir. BB84 protokolünü kullanarak gönderilen qubit'lerin bir kuantum kanalı aracılığıyla iletilmesi ve Grover Algoritması kullanılarak NoSQL veritabanlarında kuantum ortamında arama yapılması, büyük verinin güvenliğini sağlama konusunda etkildir. Heisenberg'e göre, bazı fiziksel özelliklerin aynı anda mutlak hassasiyetle bilinmesi mümkün değildir ve bir parçacığın doğruluğu arttıkça, diğerinin doğruluğu azalmak zorundadır. Buna göre Belirsizlik İlkesi, bir kuantum durumunun ölçülmesinin mümkün olmadığını, aksi takdirde tüm sistemin çökeceğini ortaya koymaktadır. BB84 protokolünde, mesaj iletimi iki şekilde gerçekleşir: Foton iletimi ve klasik veri iletimi. Foton iletiminde, gönderici, fotonların durumlarını belirlemek için önceden hazırlanmış bir diziyi kullanır. Aynı zamanda, alıcı da fotonları ölçmek ve temel belirlemek amacıyla aynı uzunluktaki başka bir dizi hazırlar. Bu iletimin ana noktası, iki dolaşık mesajın gönderilmesidir. Dolanık iki fotonu tanımlarken biri olmadan diğerini tanımlamak imkansızdır; niteliksel özellikleri birbirine karışmıştır. Eğer ışık hızından daha hızlı değilseniz, foton iletimi mesajına müdahale ederek gerçek mesajı okumanız imkansızdır. Bu nedenle, iki mesaj yola çıktığında, iletişimin çökmesini önlemek için tek yöntem iki mesajın da yalnızca aynı anda açılabilmesidir. Günümüzde özellikle Birleşik Krallık gibi yüksek güvenli iletişim ihtiyaç duyan birçok büyük şirket, kuantum kriptografi ile mesaj iletimine başlamıştır.
Her iki kriptografi tekniği de yüksek güvenlik kapasiteleri nedeniyle ortak bir noktada birleşse de, kuantum kriptografisinin sınırlı çalışma alanı ve sinirsel kriptografinin gizli anahtarının şifrelenmesi & şifresinin çözülmesi konularında birbirlerinden ayrılmaktadır. Literatürde kabul gören bir diğer düşünce ise, büyük verinin yüksek hacmi, heterojenliği ve hızlı çoğalması nedeniyle veri kalitesi ile güvenliği arasında potansiyel çatışmaların olabileceğidir.
