Kvantecomputere kan give hackere adgang til alle dine f酶lsomme oplysninger
Kvantecomputerne kommer, og de vil gavne samfundet. Men der er ogs氓 en ulempe: Deres overlegne computerkraft kan bryde nutidens beskyttelse af f酶lsomme elektroniske oplysninger p氓 konventionelle computere. Hj忙lpen er dog heldigvis p氓 vej.
L忙gejournaler. Bankkonti. Fortrolige e-mails. Straffeattester. G忙ldsoplysninger. Der findes et v忙ld af meget personlig elektronisk information, som vi borgere har tillid til, aldrig vil falde i h忙nderne p氓 de forkerte.
Og s氓dan som vores computere fungerer i dag, er vi ogs氓 godt beskyttet. Men s氓dan bliver det ikke ved med at v忙re.
N氓r fremtidens kvantecomputere kommer - forsigtige bud lyder, at de kan begynde at l酶se problemer om ca. 10 氓r - er det ikke l忙ngere nok at beskytte vores personlige oplysninger med de v忙rkt酶jer, der bruges i dag 鈥� det vil sige kryptografiske v忙rkt酶jer som kryptering og digital signatur.
Truslen er reel
Kvantecomputere skal ikke ses som 鈥漛are鈥� en forbedret udgave af de computere, vi bruger i dag. De er baseret p氓 kvantefysik, hvilket giver dem mulighed for at l酶se visse komplekse problemer med en computerkraft, der overg氓r nutidens konventionelle computere p氓 ekstrem vis:
De kan fx p氓 f氓 minutter lave en beregning, som en supercomputer i dag skal bruge 10.000 氓r p氓 at tygge sig igennem.
- Det vil v忙re meget nemt for en kvantecomputer at bryde igennem vigtige sikkerhedssystemer p氓 konventionelle computere og dermed f氓 adgang til alle dine personf酶lsomme oplysninger. Truslen er reel, siger Ruben Niederhagen, der er adjunkt ved Institut for Matematik og Datalogi p氓 Syddansk Universitet og specialist i kryptografi.
鈥�Det vil v忙re meget nemt for en kvantecomputer at bryde igennem vigtige sikkerhedssystemer og f氓 adgang til alle dine personf酶lsomme oplysninger.
Det problem er Niederhagen optaget af, og han er ikke alene: Forskere over hele verden arbejder på at udvikle nye metoder til at beskytte vores personlige oplysninger mod hackere, der har tænkt sig at bruge kvantecomputere.
I 2016 opfordrede US National Institute of Standards and Technology (NIST) verdens kryptografer til at indmelde deres bud på metoder til kryptering og digital signatur, som kan modstå angreb via en kvantecomputer.
Ruben Niederhagen er med i et internationalt team, der har udviklet en kryptografisk algoritme til det formål. Den er nu blevet udvalgt af NIST som en af de første fire algoritmer, der er klar til standardisering. Algoritmen kaldes SPHINCS+. Se mere her: https://sphincs.org/
Sikker kommunikation og digitale signaturer
SPHINCS+ algoritmen er valgt som en af løsningerne til digitale signaturer. Dem bruger vi typisk, når vi skal verificere vores identitet under en digital handling, eller når vi underskriver et digitalt dokument.
NIST-standarder spiller en afgørende rolle i it-sikkerhed i hele verden, fordi de i høj grad har indflydelse på, hvilken kryptografi der bruges på internettet, ikke kun når du surfer, online-shopper eller bruger din netbank.
Deres indflydelse gælder også for mange andre former for digital kommunikation, herunder kommunikation i biler, tog, fly og endda satellitter.
Alle hackeres dr酶mmealgoritme
I 1994 pr忙senterede fysikeren Peter Shor en algoritme, som kan bryde den kryptografi, der beskytter nutidens konventionelle computere. Shors algoritme kan ikke k酶re p氓 en konventionel computer, men har brug for en kvantecomputer for at fungere. Deraf skr忙kscenariet: Vil Shors algoritme 酶del忙gge vores it-sikkerhed, n氓r kvantecomputerne kommer? Eller vil vi n氓 at udvikle nye beskyttelsessystemer inden?
- Det er spændende at være en del af et forskerhold, der er med til at forme fremtidens standarder. Jeg glæder mig til at se, hvilke domæner og applikationer, som kommer til at bruge den algoritme, som jeg har været med til at lave, siger Ruben Niederhagen.
Det amerikanske National Institute of Standards and Technology kigger i øjeblikket på yderligere fire algoritmer, der kandiderer til at blive inkluderet i standarden. Finalisterne fra næste runde forventes at blive offentliggjort i løbet af 2023 eller 2024.
Ruben Niederhagen er også med i udviklingen af en af disse algoritmer, nemlig "Classic McEliece".
Hvordan fungerer kvantecomputeren?
Nutidens computere opererer p氓 data og information, der er repr忙senteret i bits. Hver bit kan have en af to v忙rdier: 0 eller 1 (sand eller falsk, til eller fra, osv.) Computeren udf酶rer beregninger i form af operationer p氓 disse bits.
Kvantecomputeren opererer p氓 qubits (kvantebits). Qubits kan lagre mere end to tilstande 鈥� de kan v忙re 0 eller 1, men ogs氓 en s氓kaldt superposition af 0 og 1. N氓r en qubit er i denne superpositionstilstand, ved vi ikke om, den er 0 eller 1 鈥� vi skal udf酶re en m氓ling, der 酶del忙gger superpositionen og giver os et specifikt resultat p氓 enten 0 eller 1. N氓r vi udf酶rer m氓lingen, bliver resultatet 0 (eller 1) med en vis sandsynlighed.
M氓let med en algoritme, der k酶rer p氓 en kvantecomputer, er at operere p氓 qubits i superposition, s氓ledes at sandsynligheden for at m氓le det rigtige svar bliver meget h酶j.
M酶d forskeren
Ruben Niederhagen er ekspert i kryptografi og adjunkt ved Institut for Matematik og Datalogi.