Kvantekryptering er det stærkeste våben mod hackere
Når kvantecomputeren kommer, bliver det endnu lettere for hackere at stjæle din følsomme data. Løsningen hedder kvantekryptering. Og teknologien er i rivende udvikling.
(Foto: Shutterstock)

Kvantecomputeren en bombe under fremtidens IT-sikkerhed, og teknologien stiller større krav til den måde, vi håndterer vores data. (Foto: Shutterstock)

Din netbank står på vid gab. Private emails og feriebilleder af familien er spredt for alle vinde

Mareridtet bliver til virkelighed for flere og flere indbyggere i den digitale tidsalder. Og problemet bliver ikke mindre, når hackerne snart får fat i det sidste nye redskab: den kraftfulde kvantecomputer.

Med sin regnekraft og sine algoritmer er kvantecomputeren en bombe under fremtidens IT-sikkerhed. Du kan læse mere om teknologien bag kvantecomputere her.

Heldigvis er der håb. Med ondt skal ondt bekæmpes, og vores bedste våben mod hackernes kvantecomputere er såkaldt kvantekryptering. 

Det fortæller Christian Scheffmann Jacobsen, der er postdoc ved Institut for Fysik på DTU, i ugens podcast. 

Kinesiske forskere har for nyligt sendt kvantekrypteret data mellem Østrig og Kina via satellit. Med henholdsvis 7600 km og 2500 km mellem de tre stationer er det den længste afstand hidtil. (Foto: University of Science and Technology of China)

Kinesiske forskere har for nyligt sendt kvantekrypteret data mellem Østrig og Kina via satellit. Med henholdsvis 7600 km og 2500 km mellem de tre stationer er det den længste afstand hidtil. (Foto: University of Science and Technology of China)

Nutidens kryptering er forældet

Kryptering

Kryptering er en metode til at hemmeligholde kommunikation, så andre ikke kan aflytte eller aflure vigtige informationer.

Klassisk kryptering bygger på matematik. Man låser groft sagt sine informationer (data) inde bag en matematisk kode, som man så håber, at kriminelle ikke kan bryde.

Kvantekryptering bygger derimod på principper bag kvantefysik. Disse principper gør kommunikationen fuldstændig sikker – det er umuligt for kriminelle at aflure kommunikationen uden, at det bliver opdaget.

Kilde: Christian Scheffmann Jacobsen

Den kryptering, vi bruger i dag, hedder RSA. Navnet er en forkortelse for Rivest, Shamir og Adleman. Det var de to dataloger og den matematiker, der opfandt systemet tilbage i 1970erne.

RSA-systemet bygger på matematiske principper. Kort fortalt tager man to store primtal og ganger dem sammen. For at bryde krypteringen skal hackeren gætte hvilke tal, der blev ganget med hinanden.

Det lyder måske simpelt, men det er overraskende svært at knække koden, når bare tallene er tilstrækkeligt store.

Det vil sige: Overraskende svært inden kvantecomputeren meldte sin ankomst. Ved hjælp af metoden 'Shors algoritme' kan de kraftfulde kvantecomputere hurtigt finde frem til de to tal og bryde krypteringen.

Kvantefysik - og ikke matematik - garanterer krypteringens sikkerhed

Her kommer kvantekrypteringen ind i billedet.

Ved kvantekryptering kan algoritmerne ikke bryde ind på samme måde. Det skyldes, at metoden er funderet på principper fra kvantefysikken i stedet for matematik.

Nu gælder det om at holde tungen lige i munden. Kvantekrypteringen bygger på det såkaldte 'ikke-kloningsteorem'. Det betyder, at fotoner – der opfører sig kvantemekanisk – ikke kan kopieres.

»Hvis vi skal lave kvantekryptering, så tager vi fotoner og polariserer dem. Hvis der skulle ligge nogen imellem os og prøve på at opsnappe de her fotoner – f.eks. en hacker – så vil vedkommende være nødt til at hive fotonerne ud, måle på dem og prøve på at kopiere fotonens tilstand – altså måden, den opfører sig på kvantemekanisk – og så sende den videre til dig, så du ikke opdager, at hackeren har stjålet den,« fortæller Christian Scheffmann Jacobsen, der er postdoc ved Institut for Fysisk på DTU.

Her er kvantemekanikken rigtig smart. Den dikterer nemlig, at en sådan måling ændrer fotonernes polarisering.

Når fotonerne skal sendes videre, vil hackeren komme til at lave fotoner, der ikke ligner dem, han hev ud i første omgang - og alarmklokkerne ringer hos brugerne af det kvantekrypterede netværk. 

Sikkerheden er altså garanteret helt fundamentalt ved den måde, kvantefysikken - og dermed universet - fungerer på, fortæller Christian Scheffmann Jacobsen:

»Hvis du skulle bryde kvantekrypteringen, så skulle det være fordi kvantefysikken – og dermed universitet – ikke fungerer sådan, som vi tror, den gør. Kvantekryptering er simpelthen det, der skal bruges til at erstatte RSA,« fortsætter han.

Din Gmail-konto bliver ikke kvantekrypteret lige foreløbig

Vores mailkonti er ikke særligt godt krypterede i øjeblikket. Alligevel vurderer Christian Scheffmann Jacobsen ikke, at din Gmail står øverst på listen over prioriteter.  

»Jeg tror, at det første, der kommer til at ske, er inden for forsvaret og inden for bankverdenen, hvor man kan forestille sig, at man kan forbinde banker. Det, der umiddelbart begrænser kvantekrypteringen i øjeblikket er afstandene.«

Fordelen er, at teknologien kan udnytte det eksisterende fibernet. Til gengæld er udfordringen at bygge afsender- og modtagerstationer, der kan håndtere den nye teknologi.

Christian Scheffmann Jacobsen gætter på, at vores netbank vil være kvantekrypteret inden for det næste årti.

Så vi må krydse fingre for, at universet ikke ændrer sig grundlæggende inden da – eller at hackerne finder på en ny smart metoder.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.