De op handen zijnde komst van quantum computing dreigt de traditionele encryptiemethoden die we vandaag gebruiken te vernietigen. Daarom werken verschillende groepen aan nieuwe post-quantum benaderingen die bestand zijn tegen deze machines. Dit is de meest veelbelovende tot nu toe
Veel van de dingen die we doen op het internet elke dag zijn beschermd met encryptie-systemen, zodat niemand kan bespioneren ons. Online bankieren en messaging diensten zijn waarschijnlijk worden versleuteld, bijvoorbeeld, net als staatsgeheimen. Maar die bescherming wordt bedreigd door de ontwikkeling van quantumcomputers, wat moderne encryptiemethoden nutteloos zou kunnen maken.

Quantummachines werken op een fundamenteel andere manier dan de conventionele computers die we vandaag de dag gebruiken. In plaats van traditionele binaire code te gebruiken, die informatie in de vorm van enen of nullen vertegenwoordigt, gebruiken ze quantumbits of ellepijp. De ongewone eigenschappen van ulna maken quantumcomputers veel krachtiger voor sommige soorten berekeningen, waaronder de wiskundige problemen die ten grondslag liggen aan een groot deel van de moderne encryptie.

“Onderzoekers weten al tientallen jaren dat een grootschalige quantumcomputer vrij belangrijke berekeningen kan uitvoeren die een bedreiging zouden vormen voor de cryptografische systemen waarop we vandaag de dag vertrouwen voor de veiligheid,” zegt de Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) wiskundige Dustin Moody.

Hoewel quantummachines nog ver verwijderd zijn van het kunnen breken van moderne encryptie, lanceerde NIST in 2016 een wedstrijd om nieuwe cryptografische standaarden te ontwikkelen die beter bestand zijn tegen quantum computing. De race is lang en de winnaars worden in 2022 bekend gemaakt, maar vorige week meldde de organisatie dat het de startgroep had teruggebracht van 69 deelnemers naar slechts 15.

En tot nu toe gebruiken de meeste finalisten dezelfde benadering van “post-quantum cryptografie”: reticulaire cryptografie.

Hoe het werkt
Codering maakt gebruik van traditionele wiskunde om gegevens te coderen, deze alleen te ontgrendelen voor degenen die de sleutel hebben, of deze te decoderen. In tegenstelling, rooster cryptografie maakt gebruik van enorme rasters met miljarden individuele punten in duizenden dimensies. Het breken van de code betekent gaan van het ene specifieke punt naar het andere, iets in principe onmogelijk, tenzij de route bekend is.

Zelfs de Amerikaanse National Security Agency, die al lange tijd alarmen over de dreiging van quantumcomputers, onlangs uitgedrukt vertrouwen in grid-based benaderingen.

Echter, het niet alleen vertellen de ondoordringbare of complexe van de onderliggende wiskunde. Post-quantum methoden zullen alleen werken als ze kunnen worden gebruikt waar hoog niveau cryptografie nodig is. Bijvoorbeeld, de grootte van de sleutel die nodig is om de gegevens te decoderen is belangrijk: stel je voor wat mogelijk zou zijn in een medische computer die een laag geheugen en een zeer beperkte bandbreedte heeft. Als de wiskunde zo complex is dat het openen van het slot een enorme sleutel vereist, kan de oplossing de functionaliteitstest niet doorstaan.

Vijf van de genomineerde kandidaten aangekondigd vorige week gebruik reticulaire benaderingen die niet beschikken over een bekende quantum oplossing, en de nieuwe NIST status rapport stelt dat ze “de groep de meest veelbelovende algemene-purpose algoritmen”.

Maar dezelfde groep bevat alternatieve methoden die ook populair kunnen worden, vooral als grid-based systemen onvoldoende zijn. Deze andere opties zijn over het algemeen minder volwassen, minder bestudeerd, en verder van wordt gebruikt in de echte wereld, waardoor de meeste waarnemers geloven dat reticulaire systemen zullen de winnaars in 2022.

“NIST vindt reticulaire problemen heel moeilijk. Maar hoewel ze dat wel zijn, lijken ze heel efficiĆ«nt in termen van tijd om sleutels te genereren, tijd om handtekeningen te maken en ook in termen van geheugen,” zegt de wiskunde- en crypto-analyse-onderzoeker aan de Federale Universiteit van I. Kant Baltic in Rusland Elena Kirshanova.

Leave a comment

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *