European Universities Initiative; succes mercator launch

Quantumcomputers zorgen voor uitdaging rond informatiebeveiliging

Regionaal Centrum voor Artificiële Intelligentie en Data Science om kennis te bundelen

Quantumcomputers hebben de toekomst, maar dat brengt ook vragen met zich mee op het gebied van dataveiligheid. De Radboud Universiteit speelt een  rol in het vinden van antwoorden op die vragen, schrijft Innovation Origins.

Veel van onze technologieën maken gebruik van complexe versleutelingen, maar deze zijn door de komst van quantumcomputers niet altijd veilig meer. Voor deze nieuwe vorm van supercomputers is het namelijk heel simpel om de huidige versleutelingen te kraken. Daar moet een antwoord op komen. Een internationaal team van onderzoekers is daarom al bezig de overgang naar veilige datacommunicatie in het ‘quantumtijdperk’ in goede banen te leiden.

Namens de Radboud Universiteit doet Peter Schwabe hieraan mee. Hij is mede verbonden aan het Duitse Max Planck Instituut en werkt samen met Nederlande onderzoekers van de TU Eindhoven en het Centrum voor Wiskunde en Informatica. Ook al is het in een glazen bol kijken, een wereld met deze ‘supercomputers’ komt steeds dichterbij. Het is niet uitgesloten dat dit al binnen een periode van vijftien jaar gebeurt, stelt Schwabe.

Grote uitdaging

De uitdaging heeft alles te maken met het algoritme van de Amerikaanse wiskundige Peter Shor, die de zekerheid van de huidige cryptografie teniet wist te doen. Zijn quantumalgoritme slaagde erin de huidige databeveiliging te breken. Daarvoor is dus wel een quantumcomputer nodig.

Maar als die er is, kun je door de huidige beveiliging een streep zetten. De protocollen – voor bijvoorbeeld veilig e-mailverkeer, VPN, online bankieren en e-commerce – worden allemaal waardeloos. In vaktermen is het daarom nodig post-quantumschema’s te ontwikkelen ontwerpen die (hopelijk) niet zijn aan te tasten door quantumcomputers.

Algoritmes gekozen

“Er is een project sinds 2016 door het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) gestart waarin een standaard ontwikkeld moet worden om digitale communicatie veilig te houden. Er zijn nu recent vier beveiligingsalgoritmes gekozen die bestand zijn tegen de rekenkracht van quantumcomputers”, legt Schwabe uit.

De weg die de wiskundigen moesten gaan, was lang. Zes jaar geleden werd begonnen met 69 voorstellen. Daarvan zijn er dus nu vier van overgebleven. Drie ervan focussen op een aanpak voor digitale handtekeningen. Dat zijn methodes voor het bevestigen van de juistheid van digitale informatie.

De andere geldt als standaard voor encryptie van publieke sleutels. Een publieke sleutel is een van de sleutels van zogenaamde ‘asymmetrische cryptografie’. Bij deze vorm van bijveiliging heb je twee sleutels nodig: een voor het vercijferen en een voor het ontcijferen van informatie. De publieke sleutel is degene die bedoeld is om uitgewisseld te worden met degene met wie je wil communiceren. De andere is geheim.

Bescherming tegen aanvallen

De vier winnende algoritmes gaan deel uitmaken van de standaard voor post-quantum cryptografie van NIST. Die is naar verwachting over twee jaar gereed. Er is volgens Schwabe gekozen voor meer dan één winnaar vanwege flexibiliteit. De uitverkoren algoritmes zijn gebaseerd op diverse onderliggende wiskundige problemen, met een verschillende performance afhankelijk waarvoor ze worden gebruikt.

“Waarom post-quantumcryptografie zo belangrijk is? Het gaat om de toekomst en het verleden. Denk aan regeringen of belangrijke diensten die zich met een upgrade van beveiliging moeten beschermen tegen toekomstige aanvallen.”

Maar, zo waarschuwt Schwabe, het huidig internetverkeer dat nu wordt vastgelegd is ook kwetsbaar. Wat nu geldt als goed beveiligd, is dat in de nabije toekomst niet meer. Dan kan met behulp van quantumcomputers digitale communicatie uit het verleden alsnog worden gekraakt.

Fundamenteel onderzoek

Daarom moet je je nu al zorgen maken over iets wat pas over een aantal jaren speelt. Omdat bijvoorbeeld internetverkeer van nu dadelijk niet meer veilig is. De overgang naar een goede beveiliging gaat lange tijd duren. Standaardisatie, implementatie en adoptie zullen naar verwachting veel tijd in beslag nemen.

Het bijzondere aan het werk van Schwabe en zijn collega’s is dat ze fundamenteel onderzoek verrichten, met als doel iets waar iedereen dadelijk in de praktijk mee krijgt te maken: veilige digitale communicatie in het quantumtijdperk. Dit helpt om gevoelige informatie nu al met post-quantum beveiliging te kunnen versleutelen, zodat deze ook in de toekomst veilig is.

Upgrades

De hiervoor benodigde wiskundige hoogstandjes zijn al snel te ingewikkeld om uit te leggen voor een niet ingewijd publiek. Maar een van de hobbels waarop de onderzoekers stuiten is het praktisch hanteerbaar houden van de algoritmes. Schwabe: “Er zijn afwegingen tussen beveiliging en bandbreedtevereisten, dat wil zeggen grootte en snelheid. Die variëren voor de verschillende benaderingen van post-qantum cryptografie.”

Toch moet die beveiliging er komen. ”Er zijn meer toepassingen waarbij men niet altijd beseft hoe belangrijk het is dat digitale communicatie veilig verloopt. In principe worden allerlei devices ontwikkeld met de garantie voor updates tijdens de gehele levensduur. Denk aan auto’s, die tegenwoordig eigenlijk steeds meer computers op wielen zijn. Ook hiervoor geldt dat het configureren om een auto bij de tijd te houden, veilig moet blijven.”

Meer over Health, Hightech, Food

Dit artikel delen

Grondfest-2022

GrondFest’22

Op vrijdag 30 september en zaterdag 1 oktober 2022 is GrondFest’22. Hét gratis toegankelijke festival voor en over de democratie in de Nijmeegse binnenstad. Twee dagen vol lezingen, debatten, rondleidingen en workshops, maar ook met activiteiten voor de jeugd, theater, VR-experiences en de mogelijkheid om elkaar te ontmoeten in de Nijmeegse horeca.

Lees meer
Berkt Krikke directeur Novio Tech Campus C-fotowerkt.nl

Uniek robotlab versterkt regionale positie voor AI en chemische robotica

Uniek robotlab versterkt regionale positie voor AI en chemische robotica

In Nijmegen wordt hard gewerkt om een wereldwijd uniek robotlab tot stand te brengen. Het nieuw te ontwikkelen laboratorium verstevigt de positie van de regio op het gebied van artificial intelligence (AI) en chemische robotica. Daar hebben de Radboud Universiteit en Novio Tech Campus een belangrijk aandeel in.

Lees meer
ARNE tablet health dokter

ARNE: slimme software helpt bij opvang ernstig zieke baby’s

ARNE: slimme software helpt bij opvang ernstig zieke baby's

Als een baby in nood is na de geboorte, bijvoorbeeld bij een vroeggeboorte of als er ernstig zuurstoftekort is, moet het medisch team snel en levensreddend handelen. Een nieuwe tablet met slimme software kan daarbij helpen. Dit is bedacht door ARNE, een spin-off van het Radboudumc.

Lees meer
Digital Twin

Hoe Nijmeegse ‘Digital Twin’ de organisatie van Vierdaagsefeesten hielp

Hoe Nijmeegse 'digitale tweelingstad' de organisatie van Vierdaagsefeesten hielp

Nijmegen beschikte tijdens de Vierdaagsefeesten over een heuse Digital Twin. Dit is een digitale 3D-tweelingstad die de veiligheid in de stad kan verbeteren als zij ingezet wordt in een Fieldlab. Door de Digital Twin verliep de organisatie van het evenement efficiënter en sneller.

Lees meer
TPN-west

Kick-off Smart Energy Hubs: een waardevolle aanvulling op het energiesysteem

Kick-off Smart Energy Hubs: een waardevolle aanvulling op het energiesysteem

Op dinsdag 12 juli vond de kick-off van de Smart Energy Hub TPN-West plaats: één van de drie Smart Energy Hubs in Lifeport. Een tiental bedrijven, de parkmanagementorganisatie TPN West, provincie Gelderland, Oost NL, gemeente Nijmegen en The Economic Board kwamen voor het eerst bij elkaar. Gespreksonderwerp: de kansen van de Smart Energy Hub-aanpak voor dit bedrijventerrein in Nijmegen.

Lees meer
isolatie-unit radboudumc

Nieuwste technieken in isolatieafdeling van het Radboudumc

Regionaal Centrum voor Artificiële Intelligentie en Data Science om kennis te bundelen

De nieuwe isolatieafdeling van het Radboudumc is de meest geavanceerde afdeling in Europa in zijn soort. Het gebouw is recent geopend en is er volledig op ingericht om besmettelijke patiënten geïsoleerd te kunnen behandelen. Zo liggen er patiënten met tuberculose en andere longgerelateerde infectieziekten. Maar ook patiënten met het extreem gevaarlijke en vaak dodelijke Ebola of Lassa-virus kunnen hier op de meest veilige en innovatieve manier worden behandeld. Patiënten met monkeypox komen waarschijnlijk niet op de afdeling, net als mensen met covid.

Lees meer
Eva van Otterlo - Vibe van Nimma

De Vibe van Nimma: een inspirerende bundel over innovatief Nijmegen

De Vibe van Nimma: een inspirerende bundel over innovatief Nijmegen

Talking traffic op het Keizer Karelplein, waterstofontwikkelingen in de automotive en uitleg over het nieuwe werken, crypto’s en artificial intelligence. In De Vibe van Nimma komt het allemaal aan bod. Auteur Eva van Otterlo leidt je in haar boek langs Nijmeegse innovaties. En dat zijn er een heleboel.

Lees meer
Geïntegreerde fotonica

Enzyre werkt met geïntegreerde fotonica aan goedkopere zorg

Enzyre werkt met geïntegreerde fotonica aan goedkopere zorg

Geïntegreerde fotonica is een technologie die de komende jaren doorslaggevend zal zijn op het gebied van innovatieve oplossingen in de zorg. Deze technologie kan op termijn de zorg vele malen toegankelijker en goedkoper maken. Bij Enzyre zien ze de kansen van geïntegreerde fotonica in.

Lees meer

Partijen in Lifeport werken samen aan circulaire vraagstukken

Partijen in Lifeport werken samen aan circulaire vraagstukken

Hoe houden we onze omgeving ook in de toekomst leefbaar? Jan Luijten houdt zich bezig met deze vraag als civic entrepreneur Slimme Duurzaamheid bij The Economic Board. Hij zet zich in voor duurzame innovatie in Lifeport. Daarvoor brengt hij in de regio aanwezige kennis en kunde bij elkaar en om samen te komen tot circulaire oplossingen.

Continue reading
1 2 3 14
Schrijf u in voor onze nieuwsbrief
TwitterLinkedInEmail