
Wereld zet zich schrap voor naderende Q-day: ook AIVD waarschuwt dat quantumcomputers alles op z’n kop kunnen zetten
Share
Q-Day komt eraan als een dief in de nacht. De dag dat quantumcomputers met hun immense rekenkracht alles op z’n kop zetten, kan zomaar voor de deur staan. Allerlei computersystemen zijn plots niet meer veilig, staatsgeheimen liggen op straat, onderdelen van de maatschappij storten in. Als we niets doen tenminste. Inlichtingen- en veiligheidsdienst AIVD bracht samen met andere partijen een nieuwe handleiding uit om het tij te keren, want het is twee voor twaalf.
Het nieuwe handboek straalt uit: dit is dringend. Eigenlijk hadden we gisteren al moeten beginnen met de aanleg van een verdedigingslijn tegen quantumcomputers. „Na een eerste versie vonden we dat die urgentie duidelijker naar voren moest komen”, zegt onderzoeker Thomas Attema van TNO en het Centrum Wiskunde & Informatica, die met de geheime dienst meeschreven aan de nieuwe handleiding. „En dat we ook handvatten wilden bieden om aan de slag te gaan.”
Quantumcomputers en kunstmatige intelligentie
Want aan de slag moeten we. „We staan midden in twee van de grootste it-revoluties van de laatste dertig jaar: quantumcomputers en kunstmatige intelligentie” zei Alessandro Curioni, de directeur van IBM Research Europa eerder tegen De Telegraaf. „Samen gaan ze alles veranderen.”
Google presenteerde vorige maand hun miljarden kostende Willow-quantumchip, volgens de techreus een belangrijke stap in de goede richting. Aan de andere kant liet de directeur van chipfabrikant Nvidia deze week een bommetje vallen door te zeggen dat het nog meer dan vijftien jaar gaat duren voordat quantumcomputers hun nut gaan bewijzen. Waarop de aandelen van quantumontwikkelaars onderuit gingen op de beurs.
Kortom: niemand weet precies wanneer Q-Day precies komt. Dat hangt ermee samen dat de technologie zo anders is dan we gewend zijn. Computers werken met bits, die of een 1 of een 0 zijn. Een quantumcomputer daarentegen werkt met ’qubits’. Die kunnen een 1 en een 0 tegelijk zijn, of iets er tussenin. In de zichtbare wereld om ons heen kan dat niet. Een kat kan niet tegelijk dood zijn én leven. Maar in de kwantummechanica, die de wereld van de allerkleinste deeltjes beschrijft, is dat de gewoonste zaak van de wereld.
Razendsnel rekenen met qubits
Een computer met qubits belooft een immense rekenkracht. Ter vergelijking: een gewone computer zoekt gangetje voor gangetje de uitgang van een doolhof, een quantumcomputer kan alle mogelijkheden tegelijk uitlopen.
„Het is echt een fundamenteel andere manier van rekenen en bewerkingen uitvoeren”, zegt Attema. „Als je die op de juiste manier inzet, dan kun je daar veel kracht uit halen. Bepaalde berekeningen die honderden jaren zouden duren met de huidige supercomputers, zou je met een quantumcomputer in een paar minuten kunnen doen.”
Razendsnel rekenen belooft goed nieuws op allerlei terreinen. Voor wetenschappelijk onderzoek, de ontwikkeling van medicijnen, precieze weersvoorspellingen, zelfs het terugdringen van broeikasgassen in de atmosfeer. Maar ook hackers en cyberspionnen kijken uit naar de quantumcomputer.
De vertrouwde manier van versleuteling is geen partij voor het rekenmonster. Geen digitale kluis is meer veilig. Vorig jaar bleek dat de Chinese hackgroep Storm0558 toegang had tot geheime e-mails bij de Amerikaanse overheid. De paniek sloeg de Amerikanen om het hart. Hadden de Chinezen het geflikt dankzij een quantumcomputer? Het lijkt er inmiddels niet meer zo op, maar de schrik zat er goed in.
Het lijkt wel wat op de race wie de eerste man op de maan kon zetten. Nummer 1 wint, de rest verliest. Amerika wil de eerste zijn met quantumcomputers maar weet dat de Chinezen er in het geheim minstens zo hard aan werken. En vlak ook Noord-Korea, Rusland en Iran niet uit.
Het lijkt wel wat op de race wie de eerste man op de maan kon zetten. Nummer 1 wint, de rest verliest. Amerika wil de eerste zijn met quantumcomputers maar weet dat de Chinezen er in het geheim minstens zo hard aan werken. En vlak ook Noord-Korea, Rusland en Iran niet uit.
Massale cyberaanval met quantumcomputers
Het doembeeld is een vijand die door een massale cyberaanval met quantumcomputers onze hele samenleving lam legt. Bankverkeer hapert, energiecentrales vallen stil, defensiesystemen werken niet meer en de vijand kan ongehinderd door al onze staatsgeheimen bladeren.
„Neem chipfabrikant ASML”, zegt Attema. „Dat bedrijf is constant bezig om te zorgen dat hun ideeën geheim blijven om hun technologische voorsprong te behouden. Als zij hun cryptografie niet op orde hebben, kan een aanvaller hun bedrijfsgeheimen stelen en de voorsprong ongedaan maken. Dat zou natuurlijk een gigantische klap betekenen. Dat soort zaken kan geopolitiek grote invloed hebben.”
Wanhoop is nog niet nodig. Bedrijven en overheden kunnen hun systemen quantumproof maken. Kijk bijvoorbeeld naar WhatsApp. Voor veel mensen het bekendste voorbeeld van encryptie door de vertrouwde mededeling ’berichten en oproepen worden end-to-end versleuteld’. „WhatsApp is een van de weinige voorbeelden van bedrijven die de overgang al hebben gemaakt”, zegt Attema. „Dus in principe zijn je appberichten eigenlijk nu al veilig voor quantumcomputers.”
Verouderde encryptie
Veel lastiger wordt het voor bedrijven waar verouderde encryptie diep in de systemen zit ingebakken. „De overgang naar nieuwe standaarden is een enorme operatie”, zei Michael Osborne, quantumexpert bij IBM eerder tegen De Telegraaf. „Vergelijk het maar met het in een paar jaar vervangen van al het staal in onze gebouwen, zonder de mensen eruit te halen.”
De afgelopen veertig jaar hebben systeembouwers overal cryptografie gebruikt. Nu moeten we in al onze digitale infrastructuur de verouderde systemen identificeren en vervangen - van banksoftware tot internetprotocollen.
Veel onderdelen hangen met elkaar samen en één zwakke schakel in de keten kan het hele systeem ondermijnen. En niet iedereen voelt de urgentie al. „Veel organisaties begrijpen niet eens dat deze verandering hen raakt”, zei hoofd quantumtechnologie Jaime Gómez García van de Spaanse grootbank Santander tegen De Telegraaf. „Maar cryptografie zit overal. We moeten een einde maken aan wat ik ’crypto-uitstelgedrag’ noem.”
Nieuwe encryptiestandaarden niet te kraken
Het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) heeft vorig jaar nieuwe encryptiestandaarden ingevoerd die zelfs voor quantumcomputers niet te kraken zijn. Ook Nederland is al bezig, zegt Attema.
„De Nederlandse overheid is zo’n twee jaar geleden gestart om ervoor te zorgen dat ze op tijd kunnen overschakelen. Duitsland en Frankrijk zijn heel erg actief in dit werkveld en er is veel samenwerking om te zorgen dat andere EU-lidstaten ermee aan de slag gaan.”
Q-Day
Wat gebeurt er op Q-Day? Misschien merken we er wel niets van. Niet onmiddellijk tenminste. Want wie de techniek in handen heeft, doet er slim aan dat zo lang mogelijk stil te houden. Het doet denken aan de Britten die in de Tweede Wereldoorlog de Duitse Enigma-versleuteling wisten te kraken, wat een immens strategisch voordeel gaf. Maar een tijdlang moesten de geallieerden militaire operaties laten mislukken of complete scheepsbemanningen opofferen om de Duitsers in de waan te laten dat hun Enigma nog steeds ongekraakt was.
Sommigen denken dat Q-Day al binnen vijf jaar aanbreekt. „Het blijft speculeren”, zegt Attema. „Vijf jaar lijkt me kort, maar je weet niet welke technologische doorbraken er komen waardoor het opeens snel gaat. Misschien is de kans dat het gebeurt binnen vijf of tien jaar klein, maar de impact áls het gebeurt is zo groot dat je er toch rekening mee moet houden. Je moet de risico’s afdekken.”
Haast is ook geboden omdat vijanden nu al versleutelde geheimen kunnen roven en ze op de plank laten liggen tot Q-Day. „Heel veel van de geheimen die we nu aan het beschermen zijn, zijn ook over tien of twintig jaar nog vertrouwelijk.”