Quantumcomputers komen eraan en Nederland is voorbereid

Waar je gevoelige informatie deelt, moet je goed opletten. Sterke wachtwoorden en tweestapsverificatie helpen daarbij. Maar wat als straks een nieuwe techniek al die beveiliging kan breken? Quantumcomputers kunnen dat. Gelukkig is Nederland daar zelf ook goed in. Dat lieten we zien in aanloop naar de NAVO-top.

Onderdeel van een installatie waarmee qubits worden gemaakt.
Quantumcomputers uitgelegd
Maar wat houdt die technologie eigenlijk in? Quantumcomputers werken anders dan de computers die we nu kennen. In plaats van bits die 0 of 1 zijn, gebruiken ze qubits die 0 én 1 tegelijk kunnen zijn. Dat klinkt abstract, maar het heeft grote gevolgen. Quantumcomputers kunnen namelijk bepaalde wiskundige problemen veel sneller oplossen dan klassieke computers. En laat die moeilijke wiskunde nu net de basis zijn van bijna alle huidige vormen van encryptie; de veilige manier van informatie versleutelen.

Dreiging
De grootste dreiging is dat quantumcomputers in staat zullen zijn om bestaande beveiligingsmethoden zoals RSA – veel gebruikt in internetbeveiliging, e-mailversleuteling en digitale handtekeningen – in korte tijd te kraken. Wat voor een gewone computer miljoenen jaren zou duren, kan voor een krachtige quantumcomputer een kwestie van minuten worden. Dat betekent dat versleutelde informatie van vandaag in de toekomst alsnog kan worden geopend.

Een gevaarlijk scenario is het zogenaamde ‘store now, decrypt later’. Hierbij onderscheppen kwaadwillenden nu al versleutelde data, zoals staatsgeheimen, medische dossiers of financiële informatie. Hoewel ze die vandaag niet kunnen lezen, bewaren ze deze bestanden in afwachting van quantumtechnologie die de versleuteling kan breken. Niet gek dat de Europese Commissie in haar routekaart heeft gesteld dat het digitale toekomstbeeld quantumveilig moet zijn.

Oplossing
Post-Quantum Cryptografie biedt een oplossing. Dit is cryptografie die gebaseerd is op wiskundige problemen waarvan wordt aangenomen dat deze ook met een quantumcomputer niet te kraken zijn. Vanuit de Nederlandse overheid werkt het programma Quantumveilige Cryptografie Rijk aan hulpmiddelen om de risico’s van quantumtechnologie op cryptografie op tijd te beheersen.

Vanuit het Nederlandse ecosysteem rondom quantumtechnologie, is er een aanvullende maatregel beschikbaar op het gebied van informatie en communicatie veiligheid, Quantum Key Distribution. Dit is een manier om zogenaamde cryptografische (geheime) sleutels te delen tussen twee partijen. Het bijzondere van deze methode is dat elke poging tot afluisteren direct een signaal afgeeft. Daardoor merken de verzender en ontvanger het onmiddellijk als iemand probeert mee te kijken en kunnen ze de verbinding verbreken. De sleutel kan dus niet worden onderschept of ongemerkt gekopieerd – iets wat met klassieke cryptografische sleutels wél kan.

Nederland zet de toon tijdens pre-NAVO evenement
Om de ministeries van Buitenlandse Zaken en Justitie en Veiligheid in het quantum tijdperk veilig te houden, is een proefproject gestart waarin wordt geëxperimenteerd met de complementaire werking van Quantum Key Distribution.

In dat project is er een proefopstelling van een quantum netwerk opgetuigd, dit testnetwerk is gebruikt om een aantal casussen van het ministerie van Buitenlandse zaken te onderzoeken. Op deze manier test men op een geïsoleerde manier met deze techniek. En dat dat iets bijzonders is, bleek wel tijdens het pre-NAVO-evenement ‘Securing the Future’. Daar lieten de ministeries tijdens een presentatie met een live demonstratie zien dat de Nederlandse overheid nu beschikt over een operationeel quantumnetwerk en hebben ze aangetoond dat Quantum Key Distribution. en Post-Quantum Cryptografie complementair werken. Deze demonstratie maakte concreet wat quantumveilige communicatie inhoudt en liet zien dat dit niet langer toekomstmuziek is, maar nu al in de praktijk werkt.

Het proefproject is een gezamenlijk initiatief van meerdere ministeries, waaronder het ministerie van Justitie en Veiligheid en het ministerie van Buitenlandse Zaken en in samenwerking met de volgende partners: Quantum Delta, Q*Bird, RINIS, Sogeti, de Justitiële ICT Organisatie en Eurofiber.

Internationale quantumcomputing
De Europese Commissie heeft haar routekaart gepresenteerd voor een digitaal toekomstbeeld dat quantumveilig is. Nederland is klaar om het goede voorbeeld te geven: door te investeren in de cryptografische weerbaarheid. versterken met onderzoek en te testen op het gebied van quantumtechnologie, en hechte samenwerkingen op te bouwen tussen overheid, wetenschap en bedrijfsleven. Zo bouwen we aan een digitale infrastructuur die ook voor toekomstige generaties veilig blijft.

Urgentie
De urgentie is duidelijk: zodra quantumcomputers over enkele jaren echt doorbreken, moeten alle netwerken en systemen van de overheid quantumveilig zijn. Dat betekent: overstappen op Post Quantum Cryptografie, versleuteling die bestand is tegen aanvallen met quantumcomputers. Daarnaast vraagt het om gerichte investeringen in quantumtechnologieën zoals Quantum Key Distribution en om zorgvuldige keuzes over welke gegevens we nu al beschermen tegen toekomstige ontcijfering. Want wat vandaag veilig lijkt, kan morgen open en bloot op straat liggen.