Quantumcomputers en encryptie: Wat je moet weten (en wat je kunt doen)

De afgelopen jaren duiken ze steeds vaker op in het nieuws: quantumcomputers. Voor de meeste mensen klinkt het als iets mysterieus of futuristisch. Toch is het belangrijk dat iedereen, zeker ook ondernemers en bestuurders, zich nu al enigszins verdiept in wat quantumcomputers betekenen — en vooral wat de risico’s zijn voor de manier waarop we onze gegevens beschermen.

Wat zijn quantumcomputers?

Om te begrijpen wat een quantumcomputer is, helpt het om eerst kort stil te staan bij hoe een gewone computer werkt.

Een traditionele computer gebruikt bits die “aan” of “uit” kunnen staan, een 1 of een 0. Alles wat je op je computer doet, zoals een filmpje kijken, een e-mail schrijven, online bankieren, wordt uiteindelijk vertaald naar lange reeksen van deze nullen en enen.

Quantumcomputers werken anders. Zij gebruiken qubits (quantum bits). Wat een qubit bijzonder maakt, is dat hij niet alleen een 0 of een 1 kan zijn, maar ook beide tegelijk. Dit fenomeen heet superpositie. Daardoor kunnen quantumcomputers veel meer berekeningen tegelijkertijd uitvoeren dan gewone computers.

Alsof je bij een kruispunt niet één richting hoeft te kiezen, maar alle wegen tegelijk kunt nemen.

Nog een belangrijk verschil: qubits kunnen ook met elkaar “verstrengeld” raken (quantum entanglement). Als dat gebeurt, wordt de toestand van de ene qubit direct verbonden met die van een andere, zelfs als ze ver van elkaar verwijderd zijn. Hierdoor kunnen quantumcomputers razendsnel complexe berekeningen uitvoeren waar gewone computers miljoenen jaren voor nodig zouden hebben.

Wat is er zo verschillend aan?

Naast de manier waarop ze informatie verwerken, zijn er nog meer verschillen:

• Schaalbaarheid: Een quantumcomputer hoeft niet steeds sneller te worden door simpelweg meer rekenkracht toe te voegen. Door meer qubits toe te voegen, groeit het vermogen exponentieel.
• Rekenkracht: Voor sommige taken zijn quantumcomputers niet zomaar één of twee keer sneller, maar miljarden keren sneller dan de krachtigste supercomputers.
• Kwetsbaarheid: Quantumcomputers zijn extreem gevoelig voor storingen, temperatuurwisselingen en trillingen. Ze werken nu alleen nog in laboratoria bij temperaturen dichtbij het absolute nulpunt (-273°C).
• Toepassingen: Quantumcomputers zijn niet bedoeld om je Netflix filmpje sneller te streamen. Ze zijn bijzonder geschikt voor hele specifieke soorten berekeningen, zoals het kraken van encryptie, simuleren van moleculen, optimalisatieproblemen en kunstmatige intelligentie.

Kortom: quantumcomputers gaan de wereld niet vervangen, maar ze gaan bepaalde gebieden wel volledig op hun kop zetten.

Waarom zijn quantumcomputers een bedreiging voor huidige encryptiemethoden?

Encryptie beschermt tegenwoordig bijna alles:

• De communicatie tussen jouw browser en websites (https)
• Online bankieren
• Betalingsverkeer (PIN apparaten)
• Medische dossiers
• Bedrijfsdata

De meeste vormen van encryptie zijn gebaseerd op wiskundige problemen die voor gewone computers praktisch onoplosbaar zijn. Bijvoorbeeld: als je twee hele grote priemgetallen met elkaar vermenigvuldigt, kan iedereen het product zien. Maar het echt lastige is om uit dat product de oorspronkelijke priemgetallen terug te halen. Dat kost een gewone computer miljarden jaren.

Een quantumcomputer kan zulke problemen echter veel sneller oplossen. Door algoritmes zoals Shor’s algoritme kan een krachtige quantumcomputer encryptiemethoden zoals RSA en ECC (Elliptic Curve Cryptography) binnen enkele uren of zelfs minuten breken.

Dat betekent dat gegevens die vandaag veilig lijken, morgen plotseling volledig open en bloot kunnen liggen.

Wellicht sta je er niet bij stil, maar dat brengt een heel ander risico met zich mee: Criminelen en hackers kunnen nu al versleutelde gegevens verzamelen om ze “voor later” te bewaren. Zodra ze quantumkrachtig genoeg zijn, kunnen ze deze informatie alsnog ontcijferen en jij kunt ze achteraf niet beter beveiligen.

Zijn er al quantum-bestendige encryptiemethoden?

Gelukkig is men hier niet blind voor. Wereldwijd werken wetenschappers en beveiligingsorganisaties hard aan post-quantum encryptie. Dit zijn methoden die zelfs met een quantumcomputer niet zomaar te breken zijn.

De belangrijkste ontwikkelingen zijn:

• NIST Post-Quantum Cryptography Standardization: De Amerikaanse standaardisatie-instelling NIST heeft nieuwe encryptiestandaarden in ontwikkeling, waarvan er enkele al vergevorderd zijn.
• Lattice-based cryptography: Deze techniek gebruikt wiskundige roosters die zelfs voor quantumcomputers extreem moeilijk zijn om te kraken.
• Multivariate cryptografie: Gebaseerd op complexe vergelijkingen.
• Hash-based cryptografie: Gebruikt veilige hashfuncties, die resistent lijken tegen quantumaanvallen.

Bedrijven en overheden bereiden zich nu voor om deze technieken in te voeren, maar dat gaat niet van de ene op de andere dag. Veel bestaande systemen zullen moeten worden aangepast of vervangen.

Wat kun je zelf doen?

Hoewel echte, grote quantumcomputers nog niet algemeen beschikbaar zijn, kun je nu al maatregelen nemen:

1. Inventariseer welke gegevens lang beschermd moeten blijven. Denk aan medische dossiers, intellectueel eigendom, of overheidsinformatie die 10+ jaar vertrouwelijk moet blijven.
2. Gebruik nu al de sterkste klassieke encryptie. Werk altijd met 256-bit encryptie als minimumstandaard.
3. Volg de ontwikkelingen. Blijf op de hoogte van updates vanuit bijvoorbeeld NIST en cybersecurityplatforms.
4. Plan migraties naar quantumveilige systemen. Begin alvast na te denken over je technologie- en beveiligingsbeleid. Wacht niet tot de storm uitbreekt.
5. Laat een risico-inventarisatie uitvoeren. Elke organisatie is anders. Een inventarisatie maakt zichtbaar waar de grootste kwetsbaarheden liggen en wat er nu al voorbereid kan worden.

Wanneer zijn quantumcomputers echt een probleem?

Dat is de grote vraag.

De meeste experts verwachten dat een zogenaamde cryptografisch relevante quantumcomputer (oftewel: eentje die encryptie echt kan breken) tussen 2030 en 2040 beschikbaar zal zijn.

Maar, belangrijk om te begrijpen:

• “Harvest now, decrypt later”: hackers kunnen NU al versleutelde informatie stelen en later, als quantumcomputers krachtig genoeg zijn, alsnog ontsleutelen.
• Kosten dalen snel: wat nu alleen is weggelegd voor regeringen en grote techbedrijven, kan binnen tien tot twintig jaar ook binnen bereik zijn van criminelen of georganiseerde cyberbendes.
• De voorsprong nemen telt: Organisaties die nu maatregelen nemen, zullen straks veel minder risico lopen.

Conclusie

Quantumcomputers zijn geen sciencefiction meer. Ze zijn volop in ontwikkeling en zullen in de komende tien tot twintig jaar een enorme impact hebben en vooral op hoe we onze gegevens beschermen.

Hoewel ze nog niet krachtig genoeg zijn om massaal encryptie te breken, is het essentieel om vooruit te kijken. Quantumveiligheid is geen sprint, maar een marathon: wie nu begint met voorbereiden, loopt straks niet achter de feiten aan.

Wil je weten waar jouw organisatie kwetsbaar is en welke stappen je nu al kunt nemen? Klik hier om een vrijblijvende risico-inventarisatie aan te vragen.

Voorkomen is beter dan genezen. Zeker als het om jouw data gaat!