Waarom de vooruitgang van Quantum Computing privacyproblemen oproept

Belangrijkste leerpunten

• Recente ontwikkelingen in kwantumcomputing doen de bezorgdheid rijzen dat doorbraken de gegevens van gebruikers in gevaar kunnen brengen.
• Een internationaal onderzoeksteam bereikte teleportatie over lange afstanden via 27 mijl optische vezel, volgens een nieuw artikel.
• Een neveneffect voor gebruikers met de komst van kwantumcomputing is dat de huidige beveiligingsschema’s gemakkelijk te doorbreken kunnen worden.

Recente ontwikkelingen in kwantumcomputing zouden een sneller internet kunnen betekenen, maar het roept ook bezorgdheid op bij sommige privacyverdedigers die waarschuwen dat kwantumdoorbraken de gegevens van gebruikers in gevaar kunnen brengen. Een internationaal onderzoeksteam heeft onlangs de sprong gewaagd naar het bouwen van een goed presterend, schaalbaar ‘kwantuminternet’. Volgens een nieuw artikel in het peer-reviewed tijdschrift bereikte het team aanhoudende teleportatie over lange afstanden door middel van 27 mijl optische vezel. PRX Quantum. Een functioneel kwantuminternet zou de gebieden van veilige communicatie, gegevensopslag en computergebruik drastisch veranderen. “In deze nieuwe studie demonstreren we de kwantumteleportatie van fotonische kwantumtoestanden”, zei co-auteur Daniel Oblak, een assistent-professor natuurkunde aan de Universiteit van Calgary, in een persbericht. “Dit werk voldoet in zeer hoge mate aan de technologische benchmarks die nodig zijn voor een kwantuminternetsysteem.”

Quantum internet kan snellere communicatie betekenen

De onderzoekers voerden de metingen uit op twee teleportatiesystemen van Caltech-onderzoekers. Deze testbanken voor kwantumnetwerken maken gebruik van ultramoderne solid-state lichtdetectoren in een compacte, op glasvezel gebaseerde opstelling en beschikken over bijna autonome data-acquisitie, controle, bewaking, synchronisatie en analyse. “We zijn enthousiast over de nieuwe resultaten”, zei co-auteur Panagiotis Spentzouris, hoofd van het Fermilab-kwantumwetenschapsprogramma, in een persbericht. “Dit is een belangrijke prestatie op weg naar het bouwen van een technologie die de manier waarop we wereldwijd communiceren opnieuw zal definiëren.”

De recente doorbraak bij Fermilab is slechts een van een aantal recente ontwikkelingen op het gebied van kwantumcomputers. Onderzoekers van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China in Hefei hebben een kwantumcomputer ontwikkeld die 100 biljoen keer sneller is dan de snelste supercomputers. Kwantumcomputers maken een andere klasse van algoritmen mogelijk die klassieke computers onmogelijk kunnen uitvoeren.

Quantum kan de beveiliging doorbreken

Een neveneffect voor gebruikers met de komst van kwantumcomputing is dat de huidige beveiligingsschema’s gemakkelijk te doorbreken kunnen worden. Quantum computing kan kwaadwillende hackers in staat stellen om internetprotocollen zoals HTTPS en TLS te compromitteren die nodig zijn voor veilig browsen, online bankieren en online winkelen, zei Ulf Mattsson, Chief Security Strategist bij het cyberbeveiligingsbedrijf Protegrity, in een e-mailinterview. “Deze dreiging kan van invloed zijn op alles, van militaire communicatie tot gezondheidsdossiers”, voegde hij eraan toe. “In wezen zouden bijna alle hedendaagse systemen die beveiliging, privacy of vertrouwen vereisen, worden aangetast. Een andere bedreiging van kwantumcomputing is de mogelijkheid om vele, vele permutaties tegelijk te proberen, wat betekent dat elk systeem dat ‘brute-forced’ kan zijn bijzonder zou zijn. RSA kan bijvoorbeeld worden doorbroken als je grote aantallen kunt factoriseren, maar technologieën zoals de elliptic-curve crypto (ECC) zouden veel minder vatbaar zijn.” Het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) werkt aan een post-kwantum cryptografiestandaard en is van plan om binnen een of twee jaar een concept te publiceren, zei Mattsson. Onderzoekers van de Technische Universiteit van Darmstadt evalueerden nieuwe methoden op basis van roostercryptografie, ook populair bij homomorfe encryptie. “De nieuwe methoden zullen worden toegevoegd aan webbrowsers en andere internettoepassingen en worden geïntegreerd met standaard internetprotocollen zoals HTTPS”, voegde Mattsson eraan toe. “Bijna alle huidige systemen die beveiliging, privacy of vertrouwen vereisen, zouden worden aangetast.” Niemand weet hoe snel kwantumcomputing een bedreiging zal vormen voor de gegevens van gebruikers, zeggen experts. “Het enige wat we kunnen doen is gissen”, zei gegevensbeveiligingsexpert Alan Myers in een e-mailinterview. De krachtigste kwantumcomputers die momenteel zijn gebouwd, zijn allemaal minder dan 100 qubits. IBM belooft tegen 2023 een computer van 1.000 qubits. “Onderzoekers schatten dat ze een kwantumcomputer met enkele duizenden qubits nodig hebben om de huidige versleutelingsstandaarden te kunnen doorbreken”, voegde Myers eraan toe. De enige manier om internetgebruikers te beschermen, is door systemen te gebruiken die quantumcomputing gebruiken “om bij wijze van spreken vuur met vuur te bestrijden”, zei Ahmad Malkawi, CEO van Global Telecom, een Internet of Things-bedrijf, in een e-mailinterview. Onderzoekers werken aan een echte random key Quantum Random Number Generator (QRNG) die naar verwachting in de komende jaren zal worden gelanceerd, zei hij. Quantum computing is al tientallen jaren een verre droom. Nu kwantumcomputers dichter bij de realiteit komen, moeten gebruikers goed nadenken over de beveiliging van hun gegevens.