Quantum computing is een vakgebied dat zich richt op de ontwikkeling van computergebaseerde technologieën die gebaseerd zijn op de principes van de kwantumtheorie. Quantum computing maakt gebruik van het idee van superpositie uit de kwantummechanica. Superpositie is de situatie waarin iets, zoals een bit, zich in twee toestanden tegelijk bevindt. Dit betekent dat kwantumbits, of qubits, zich tegelijkertijd in de toestand 1 en 0 kunnen bevinden, wat op zijn beurt een groot deel van de rekenkracht van de quantumcomputer levert. Quantum computing biedt rekenwonderen en lost bepaalde wiskundige problemen veel sneller op dan klassieke computers. Sommige van deze problemen vormen de basis voor veelgebruikte cryptografische algoritmen, zoals het ontbinden van grote getallen en het oplossen van discrete logaritmen, essentiële componenten van moderne cryptografie.

Post-kwantumcryptografie (PQC) is een cybersecurity-landschapsbewaker die zelfs de meest sluwe tegenstanders kan aanpakken, inclusief kwantumcriminelen die in de schaduw loeren. De PQC is het equivalent van James Bond in de wereld van contraspionage.

NIST is de organisatie die compliance-normen, best practices en regelgeving voor cyberbeveiliging standaardiseert. NIST heeft zich gericht op PQC-standaardisatie en heeft een PQC-standaardisatieproject geleid.

Dit project heeft als doel organisaties voor te bereiden op kwantum geheimschrift voordat het een echte bedreiging wordt. Dit zou bedrijven in staat stellen om de juiste encryptiealgoritmen binnen de hele organisatie te implementeren, zodat ze zich tegen deze aanvallen kunnen verdedigen zodra quantum computing mogelijk wordt. De soorten encryptie-algoritmen Het PQC-standaardisatieproject werkt aan de standaardisatie van kwantumveilige algoritmen.

Maar welke algoritmes zijn veilig en welke niet?

Verschillende robuuste cryptografische technieken kunnen kwetsbaar zijn voor aanvallen door quantumcomputers. Als we de algoritmen opsommen die vatbaar kunnen zijn voor quantumaanvallen, komen we tot de onderstaande lijst:

RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

Dit algoritme maakt gebruik van het feit dat grote semi-priemgetallen moeilijk te ontbinden zijn. Shors algoritme breekt RSA omdat het een kwantumalgoritme is dat grote getallen in één keer ontbindt.
DSA (Digitaal Handtekening Algoritme)

DSA is gevoelig voor aanvallen met het discrete logaritmeprobleem. Quantumcomputers zouden dit probleem mogelijk efficiënter kunnen oplossen en tegelijkertijd de beveiliging van DSA kunnen verzwakken.
ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm)

Net als bij DSA is de beveiliging van ECDSA is gebaseerd op de hardheid van het discrete logaritmeprobleem van de elliptische kromme, waar quantumcomputers gebruik van kunnen maken.
Diffie-Hellman sleuteluitwisseling (en varianten daarvan)

De beveiliging van Diffie-Hellman hangt af van de moeilijkheidsgraad van het discrete logaritmeprobleem. Quantumcomputers kunnen deze beveiligingsaanname doorbreken met behulp van Shors algoritme.

Voordat quantumcomputers als gewone dagelijkse machines worden gebruikt, is het voorspellen welke algoritmen quantumveilig zullen zijn een lastige opgave. Algoritmen waarvan wordt gespeculeerd dat ze veilig zijn voor quantumcomputers zijn de volgende:

hashes

Cryptografische hashes (zoals SHA2, SHA3, BLAKE2) worden voorlopig als kwantumveilig beschouwd.
Symmetrische cijfers

Er wordt gespeculeerd dat de meeste symmetrische cijfers (zoals AES, ChaCha20, Twofish-256 en Camellia-256) kwantumveilig zijn.
MAC-algoritmen

MAC-algoritmen zoals HMAC en CMAK worden als kwantumveilig beschouwd.
Sleutelafleidingsfuncties (bcrypt, Scrypt, Argon2) worden beschouwd als quantum-veilig (slechts in geringe mate beïnvloed door quantum computing).

Hoe plant u de PQC-migratie?

Hoewel quantumbestendige algoritmen nog steeds onderwerp van onderzoek zijn en NIST zijn lijst met aanbevolen quantumbestendige cryptografie-algoritmen nog niet heeft gepubliceerd, kunnen organisaties zich nu al voorbereiden op quantumcomputers. Hieronder volgen een paar manieren waarop organisaties rekening kunnen houden bij de voorbereiding op een toekomstige migratie:

Kwantumrisicobeoordeling

Het uitvoeren van een kwantumrisicobeoordeling moet de eerste stap zijn voor elke organisatie bij de migratie naar PQC-algoritmen. Een kwantumrisicobeoordeling helpt ook bij het opstellen van een lijst met applicaties die beïnvloed zullen worden door de ontwikkeling van kwantumcomputers. Zo beschikt de organisatie over een gedetailleerde lijst met applicaties die bijgewerkt moeten worden bij de overstap naar kwantumresistente algoritmen. Het helpt ook om de kloof te identificeren tussen de huidige cryptografische infrastructuur en wat er geïmplementeerd moet worden.
Kritieke gegevensidentificatie

Na het beoordelen van de huidige cryptografische infrastructuur, is het volgende punt om te bepalen welke data van de organisatie risico lopen. Het is cruciaal om te bepalen welke systemen en data prioriteit moeten krijgen en beschermd moeten worden met behulp van post-kwantumcryptografie.
Volg het PQC-standaardisatieproject van NIST

Door het PQC-standaardisatieproject te volgen, kan een organisatie op de hoogte blijven van alle wijzigingen in de actieve kwantumbestendige algoritmen en op het juiste moment overstappen op de geselecteerde algoritmen.
Bewustzijn verspreiden

Belangrijke stappen die u moet nemen, zijn het vergroten van het bewustzijn onder belangrijke stakeholders en medewerkers over het belang van post-kwantumcryptografie en de mogelijke impact van kwantumaanvallen op uw beveiliging.
Crypto-behendigheid

Het NIST heeft aangegeven dat het gebruik van crypto-agile Solutions is een uitstekende manier om te beginnen met de overstap naar kwantumveilige beveiliging. Beoordelen, plannen en bewustzijn creëren is cruciaal, maar het vermogen van een organisatie om snel te schakelen tussen cryptografische algoritmen zorgt ervoor dat de organisatie beschermd is tegen cryptografische bedreigingen.
Onderwijs en Vorming

Investeer in het opleiden van uw IT- en beveiligingsteams over post-kwantumcryptografie en zorg ervoor dat uw personeel goed op de hoogte is van de principes en best practices die horen bij kwantumresistente cryptografische algoritmen. Zo helpt u de hele organisatie groeien en bent u voorbereid op de kwantumtoekomst.
Implementeer transitieplannen

Ontwikkel en implementeer transitieplannen om de cryptografische algoritmen van uw organisatie te upgraden naar post-kwantumalgoritmen. Wees voorbereid op het updaten van hardware- en softwaresystemen en Publieke Sleutel Infrastructuur (PKI) protocollen en beleid om deze nieuwe cryptografische algoritmen te accommoderen.

Hoe kan Encryption Consulting helpen?

In het voortdurend veranderende landschap van cybersecurity is Encryption Consulting een baken voor organisaties die de kwantumrevolutie navigeren. Als pioniers in encryptie-adviesdienstenWij zijn gespecialiseerd in het orkestreren van naadloze overgangen naar post-kwantumcryptografie (PQC), de volgende grens in veilig gegevensbeheer.

Encryption Consulting is bijzonder trots op onze deskundige consultants. Zij kunnen u adviseren en ondersteunen bij encryptieadviesdiensten, waaronder PQC-migratieplanning, omgevingsbeoordeling en op maat gemaakte strategieontwikkeling, afgestemd op de behoeften van uw organisatie.

Conclusie

Het is cruciaal om de aanzienlijke bedreiging te erkennen die quantum computing vormt voor traditionele informatiebeveiligingssystemen. Organisaties wordt sterk aangeraden een strategie te ontwikkelen en een robuuste overgang naar quantumveilige cryptografie te implementeren, en proactief potentiële quantumbedreigingen aan te pakken. In de tussentijd is het verstandig om vast te houden aan de gevestigde best practices voor beveiliging, in afwachting van de formulering en publicatie van quantumveilige standaarden door NIST voor uitgebreide richtlijnen.