Waarom de vooruitgang van Quantum Computing privacyproblemen oproept

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 een sprong gemaakt in de richting van het bouwen van een goed presterende, schaalbare 'quantum internet." Het team bereikte duurzame teleportatie over lange afstanden via 27 mijl glasvezel, volgens een nieuw papier in het peer-reviewed tijdschrift

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", studeerde co-auteur Daniel Oblak, een assistent-professor natuurkunde aan de Universiteit van Calgary, zei 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 setup en voorzien van bijna-autonome data-acquisitie, controle, monitoring, synchronisatie, en analyse.

"We zijn enthousiast over de nieuwe resultaten", mede-auteur Panagiotis Spentzouris, hoofd van het Fermilab-kwantumwetenschapsprogramma, zei 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 de vele recente vooruitgang bij kwantumcomputers. Onderzoekers aan de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China in Hefei heeft ontwikkeld een kwantumcomputer 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 vereist voor veilig browsen, online bankieren en online winkelen, Ulf Mattsson, Chief Security Strategist bij de cyberbeveiligingsbedrijf Protegrity, zei 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 systemen van vandaag 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 worden bijzonder vatbaar zou zijn. RSA kan bijvoorbeeld worden verbroken als je grote getallen kunt ontbinden; technologieën zoals de elliptische curve crypto (ECC) zouden echter veel minder vatbaar zijn."

Het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) werkt aan een post-kwantumcryptografiestandaard 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.

Niemand weet hoe snel kwantumcomputing een bedreiging zal vormen voor de gegevens van gebruikers, zeggen experts. "Het enige wat we kunnen doen is gissen", gegevensbeveiligingsexpert Alan Myers zei: in een e-mailgesprek.

De krachtigste kwantumcomputers die momenteel zijn gebouwd, zijn allemaal minder dan 100 qubits. IBM belooft een 1.000 qubit-computer tegen 2023. "Onderzoekers schatten dat ze een kwantumcomputer met enkele duizenden qubits nodig hebben om de huidige coderingsnormen te kunnen doorbreken", voegde Myers eraan toe.

De enige manier om internetgebruikers te beschermen, is door systemen te gebruiken die quantumcomputing gebruiken "om zo te zeggen vuur met vuur te bestrijden". Ahmed Malkawi, zei 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.