Høst Nu, Dekrypter Senere: Den Kvante Trussel Forklaret

The “Harvest Now, Decrypt Later” hacking strategy relies on the belief that the world is only a few years away from affordable quantum computing. These computers are thousands of times more powerful than traditional options. As such, they will be capable of dismantling much of today’s best encryption. Here’s what you need to know.

Quantum Computers Excel at Specific Tasks

Kvantecomputere er her, og i visse tilfælde er de mere kraftfulde end verdens bedste supercomputere. Mere specifikt er de kun gode til bestemte opgaver, fordi de kan køre store algoritmer parallelt. For eksempel kan kvantecomputere udføre optimeringsopgaver på minutter, som ville tage den bedste supercomputer dage at fuldføre.
Opgaver såsom random circuit sampling ville tage Frontier, en førende supercomputer, mere end 47 år at fuldføre. Den samme opgave tog et kvantesystem 6 sekunder at fuldføre – en præstation opnået i 2019, da Googles Sycamore-processor gennemførte en random circuit sampling-opgave på sekunder, som Google anslog ville tage klassiske supercomputere betydeligt længere. Dog er dette benchmark blevet debatteret, og forbedringer i klassiske algoritmer har indsnævret forskellen.

Harvest Now, Decrypt Later (HNDL)

Efterhånden som kvantecomputere bliver mere stabile og overkommelige, medfører de en række fordele samt flere risici for infrastruktur og nuværende sikkerhedsforanstaltninger. Hack‑nu‑dekrypter‑senere‑metoden opstår, når angribere får fat i kopier af krypteret data, som skal dekrypteres på et senere tidspunkt.

Ideen om HNDL begyndte at få gennemslagskraft i begyndelsen af 2010’erne, da kryptovalutaer og andre avancerede protokoller tog fart. Disse systemer brugte avancerede krypteringsmetoder, der bygger på lange matematiske ligninger, som kræver enorme mængder tid at bryde med nutidens teknologi.

Dog ønsker HNDL‑hackere ikke at bryde krypteringen i dag. I stedet er deres mål at gemme dataene, indtil et senere tidspunkt, hvor kvantecomputere er let tilgængelige. Denne strategi ville gøre det muligt for hackere at udnytte nøgleprotokoller som Shors algoritme til at nedbryde vigtige krypteringsmetoder som ECC (Elliptisk Kurve Kryptografi) og RSA‑kodning.

Shor’s Algorithm

Kernen i denne evne er en ligning kaldet Shors algoritme. Shors algoritme blev opfundet af Peter Shor i 1994 som en måde at faktorisere store heltal på kvantesystemer. Denne evne gør det muligt for systemet at besejre traditionelle krypteringsmetoder, som ville tage et almindeligt system årtier at fuldføre, på rekordtid, hvilket gør metoder som RSA‑kryptering forældet.

Edward Snowden

Den første afsløring af denne hackingstrategi kom frem i 2013, da Edward Snowden flygtede fra USA på grund af bekymringer for sin sikkerhed efter at have afsløret omfanget af NSA’s civile spionage. I sine afsløringer dokumenterer han, hvordan organisationen rutinemæssigt stjal krypteret data med det udtrykkelige mål at bruge fremtidige teknologier til at bryde krypteringen.

Kilde – Frihedens Presse

The Risk is Real and Happening Today

Selvom der ikke er nogen måde at få pålidelige statistikker om HNDL‑angreb på grund af deres tekniske karakter, forbliver risiciene udbredte. Ifølge Deloitte‑undersøgelser bør HNDL være den største bekymring for enhver virksomhed eller organisation, der besidder yderst følsomme langsigtede data.

Vulnerable Data Types

For at forstå, hvorfor denne hackningsmetode er så farlig, skal du først se på de datatyper, der er målrettet. Disse hackere søger ikke kortvarige data. I stedet fokuserer de på vigtig langsigtet information som regulerede finans‑ og sundhedsdata.
Der er også stigende rapporter om, at denne hackningsmetode anvendes på intellektuel ejendom, virksomheders forretningshemmeligheder, regeringsprogrammer og forsvarsstrategier. Alle disse elementer bevarer værdi over tid, hvor nogle får endnu større relevans.

Q-Day

Disse hackere venter på Q‑day. Dette udtryk bruges til at beskrive vendepunktet, hvor kvantecomputere bliver i stand til at knække næsten enhver ældre krypteringsmetode. Dette hypotetiske vendepunkt afhænger af kryptografisk relevante kvantecomputere (CRQC’er), der understøtter stabile qubit‑funktioner, som kan løse asymmetriske kryptografiske algoritmer.
Ifølge analytikere nærmer Q‑day sig stadig mere virkeligheden. Nogle analytikere har sat den så tidligt som i år, mens andre mener, at der stadig er et årti til virksomheder og regeringer for at forberede sig. Dog er alle enige om, at de første estimater om, at Q‑day ville ske i 2050’erne, var for optimistiske.

Why Harvest Now Decrypt Later Is a Real Threat

I øjeblikket er kvantecomputere ekstremt sjældne og dyre at vedligeholde. Derfor er de kun tilgængelige for nationer med avancerede forskningsfaciliteter og institutioner, der kan understøtte enhedens krav.

Men efterhånden som teknologien og prisen for at vedligeholde disse enheder falder, vil flere nationer og organisationer købe og drive kvanteenheder. Denne afsløring er ikke gået ubemærket hen for statsstøttede hackere, der har intensiveret deres tyveri af langsigtet krypteret data. Desværre efterlader HNDL ikke et spor som traditionelle databrud, før dataene allerede er dekrypteret.

Bemærkelsesværdigt har ingeniører fundet nogle metoder, der kan gøre opdagelse af indtrængen hurtigere, herunder overvågning af unormale eksfiltrationsvolumener. Dette scenarie betyder, at der ingen måde er at vide, hvilke data der allerede er stjålet og venter på at blive tilgået i fremtiden.

How to Protect Your Data

I betragtning af den hastighed, hvormed disse enheder udvikler sig, og deres planlagte tilgængelighed inden udgangen af årtiet, er det vigtigt for organisationer og virksomheder at lære, hvordan de kan forblive beskyttede. Et af de første skridt i processen er at tage inventar over alle deres kryptografiske aktiver.

Post-Quantum Cryptography (PQC)

Dette skridt gør det muligt at oprette en liste over aktiver, der skal migreres til post‑kvantekryptografi (PQC)-løsninger. Listen skal angive aktivet og dets kryptografi. Den skal også indeholde en varighed og eksponeringsvektorer, der tager højde for kvantecomputerens relevans.
Virksomheder kan bruge målinger som HNDL‑score‑systemet til at se, hvilke data der har den højeste risiko. Denne vurdering bør derefter krydsrefereres med aktuelle hackningsdata for at sikre, at værdifuld og mest eftertragtet information forbliver en prioritet. Målet med denne tilgang er at sikre, at din virksomhed kun bruger kryptering med en levetid på +10 år.

NIST’s PQC Standards

National Institute of Standards and Technology (NIST) blev grundlagt i 1901 som en afdeling under Department of Commerce. Dets mål er at skabe standarder, der fremmer innovation samtidig med at forbrugerbeskyttelse og sikkerhed bevares.

En af dens nøglefunktioner er at fastsætte sikkerhedsstandarder for teknologibranchen under Cybersecurity Framework (CSF)-initiativet. Dette rammeværk har været afgørende for virksomheder, der søger vejledning i, hvordan de kan forblive sikre i kvantecomputing‑fremtiden.

For eksempel har gruppen introduceret flere post‑kvantekryptografi (PQC)-standarder, herunder FIPS 203‑205, ML‑KEM, ML‑DSA og SLH‑DSA. Disse krypteringsmetoder gennemgik kvantetest i gruppens faciliteter, hvilket sikrer, at de er modstandsdygtige over for fremtidige angreb.

Cryptographically Relevant Quantum Computer

Udtrykket Cryptographically Relevant Quantum Computer (CRQC) refererer til et system, der besidder kvantekapaciteter og er fejl‑tolerant. Derudover kan det understøtte Shor på skala. Bemærk, at denne enhed stadig er et stykke væk.

Der er nogle tekniske forhindringer, som ingeniører utrætteligt arbejder på at overvinde for at bringe CRQC’er på markedet. For eksempel skal disse enheder understøtte tusindvis af logiske qubits. Denne opgave er lettere sagt end gjort, da logiske qubits konstrueres ud fra millioner af fysiske qubits ved hjælp af fejlkorrektionskoder for at eliminere decoherence.

I øjeblikket er decoherence stadig en væsentlig begrænsende faktor i design af kvantecomputere. Dog har der været nogle nylige gennembrud, der kunne gøre disse enheder til virkelighed inden for de næste fem år.

Which Countries Are Conducting HNDL Operations?

Der er mange nationer, der mistænkes for at udføre HNDL‑operationer. Edward Snowden afslørede, at amerikanske agenturer har brugt denne metode i mange år til at indsamle information, der en dag kunne bruges til at spore eller kategorisere amerikanske borgere.

China, Russia, North Korea

Ikke overraskende er Kina, Rusland og Nordkorea også involveret i mistænkte DNHL‑ordninger mod nationer. I et tilfælde er Kina anklaget for IP‑tyveri fra forsvarsvirksomheder, hvilket gør dem i stand til at indsamle store mængder data, der en dag kan blive dekrypteret.

Cryptocurrencies

Blockchain‑sektoren har især brugt meget energi på at forberede sig på Q‑day. Kvantecomputere kan potentielt bryde elliptisk kurve‑kryptografi (ECDSA), som er kernen i flere førende projekter som Bitcoin og Ethereum.
Et af de største problemer er, at kvantecomputere er så kraftfulde, at de kan tage de eksponerede offentlige nøgler og udregne ligningen for at låse de private nøgler op på få minutter. Dette skridt ville tage traditionelle computere årtier eller længere. Derfor er der flere projekter, der integrerer kvantesikring.

How Blockchains Can Prevent Quantum Attacks

Der er flere måder, hvorpå blockchains kan sikre deres forsvar mod kvantecomputer‑angreb. Bemærkelsesværdigt er, at nogle projekter allerede er kvante‑sikrede, hvor den første kryptovaluta, der integrerede disse beskyttelser, var Quantum Resistant Ledger i 2018.
Interessant nok integrerer denne blockchain flere nye teknologier, herunder et NIST‑godkendt hash‑baseret signatursystem. Projektet kombinerer denne teknologi med en XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme) for at sikre beskyttelse.

What About Traditional Projects Like Bitcoin

De fleste blockchains er i øjeblikket ikke kvante‑beskyttede. Derfor vil de skulle foretage mere drastiske ændringer for at sikre beskyttelse. Disse ændringer vil uden tvivl kræve en hard fork, da de vil ændre projekternes kernealgoritmer.

Bitcoin Core Resistant Towards Upgrades to Consensus

Bitcoin Core er kendt for sit ønske om at holde konsensusalgoritmen urørt for at sikre stabilitet, konsensus og bagudkompatibilitet. På trods af stærk modstand mod enhver hard fork, har der været forslag til kvante‑sikring og endda hard forks, der er forekommet.

National Security Risks

Der er også et stigende antal sikkerhedsanalyse, der fortsat slår alarm om HNDL‑angreb på de højeste niveauer i regeringen. Emner som diplomatiske drøftelser, tidligere militære operationer, skjulte netværk og endda forsvarsplaner kan alle blive bredt tilgængelige efter Q‑day.
Denne teknologi har potentialet til at afsløre hemmeligheder, som regeringen har formået at beskytte i årtier. Denne evne inkluderer at kunne dekode fortrolige regerings‑transaktioner og andre yderst følsomme finansielle operationer.

How Long Do You Have to Prepare for Q-Day

Der er ingen fast dato for, hvornår computerudviklere vil opnå en fungerende CRQC, og analytikere er delte i deres forudsigelser. På den konservative side har flertallet af eksperter sat den et sted efter 2035. Skarpt falder denne prognose i tråd med IBMs skaleringskort.
Den anden ende af spektret inkluderer dem, der mener, at teknologien kan opnås inden for de næste fem år, med udbredt indvirkning mærket i begyndelsen af 2030’erne. Disse analytikere peger på nylige kvantecomputer‑gennembrud, der har skabt mere stabile qubits og mere kraftfulde chips.

Companies Leading the Post-Quantum Security Migration

En voksende liste af organisationer og virksomheder har taget initiativet til at forhindre fremtidige kvante‑hackningsforsøg. Disse virksomheder fortsætter med at investere enorme summer i forskning og test af deres systemer for at forhindre milliarder i tab i fremtiden.

IBM

IBM (IBM ) forbliver en pioner inden for fejl‑tolerante kvantesystemer. Virksomheden har brugt meget energi på at udvikle automatiserede krypteringsstyringsværktøjer som Guardium Cryptography Manager for at forhindre fremtidige angreb. Den er også forpligtet til at opnå fuld overensstemmelse med NIST PQC‑standarderne inden udgangen af 2026

Bemærkelsesværdigt har IBM en særskilt fordel, da de er aktive inden for kvantecomputing‑sektoren, hvilket giver dem direkte indsigt. Virksomheden er også begyndt at teste deres seneste 1.121‑qubit Condor‑system. Hver iteration af deres chips tilføjer flere qubits, hvilket bringer Q‑day tættere på.
IBM anslår, at de vil opnå 2.000 logiske qubits i deres Blue Jay‑chip. Denne densitet ville placere chippen kun 372 logiske qubits fra RSA‑2048 Shor‑grænsen, potentielt gør den til den første Cryptographically Relevant Quantum Computer.

Harvest Now, Decrypt Later – Do We Need to Worry?

Ja, udsigten til, at kvantecomputere fuldstændigt udsletter århundreders kryptering natten over, er et stort og reelt problem, der er værd at få din opmærksomhed. Dog er der stadig mange tekniske barrierer, som teknologien skal overvinde, før den kan nå denne tilstand. Som sådan har du mindst fem år til at kvante‑sikre dine databaser.

Lær om andre interessante computerudviklinger her.