Nu Oogsten, Later Ontsleutelen: De Kwantumdreiging Uitgelegd

De “Harvest Now, Decrypt Later” hackstrategie berust op de veronderstelling dat de wereld slechts een paar jaar verwijderd is van betaalbare kwantumcomputers. Deze computers zijn duizenden keren krachtiger dan traditionele opties. Daardoor zullen ze in staat zijn om een groot deel van de huidige beste encryptie te ontmantelen. Dit is wat je moet weten.

Quantum Computers Excel at Specific Tasks

Quantum computers zijn hier, en in bepaalde gevallen zijn ze krachtiger dan ’s werelds beste supercomputers. Meer specifiek zijn ze alleen goed in bepaalde taken omdat ze grootschalige algoritmen parallel kunnen uitvoeren. Bijvoorbeeld, quantum computers kunnen optimalisatietaken in minuten uitvoeren die de beste supercomputer dagen zouden kosten.

Taken zoals random circuit sampling zouden meer dan Frontier, een toonaangevende supercomputer, 47 jaar kosten. Dezelfde taak voltooide een kwantumsysteem in 6 seconden – een prestatie die in 2019 werd behaald toen Google’s Sycamore‑processor een random circuit sampling‑taak in seconden voltooide, een tijd die Google schatte dat klassieke supercomputers aanzienlijk langer zouden duren. Deze benchmark is echter betwist, en verbeteringen in klassieke algoritmen hebben de kloof verkleind.

Harvest Now, Decrypt Later (HNDL)

Naarmate kwantumcomputers stabieler en betaalbaarder worden, brengen ze een aantal voordelen met zich mee, naast verschillende risico’s voor infrastructuur en huidige beveiligingsmaatregelen. De Hack Now Decrypt Later‑methode treedt op wanneer aanvallers kopieën van versleutelde data verkrijgen om later te ontsleutelen.

Het idee van HNDL begon in het begin van de jaren 2010 aan populariteit te winnen toen cryptocurrencies en andere geavanceerde protocollen opkwamen. Deze systemen gebruikten geavanceerde encryptiemethoden die leunen op lange wiskundige vergelijkingen die enorme hoeveelheden tijd vereisen om te breken met de huidige technologie.

Echter, HNDL‑hackers willen de encryptie niet vandaag breken. In plaats daarvan is hun doel de data op te slaan tot een later tijdstip wanneer kwantumcomputers breed beschikbaar zijn. Deze strategie zou hackers in staat stellen sleutelprotocollen zoals Shor’s algoritme te gebruiken om belangrijke encryptiestrategieën zoals ECC (Elliptic Curve Cryptography) en RSA‑codering te ontmantelen.

Shor’s Algorithm

Aan de basis van deze mogelijkheid ligt een vergelijking genaamd Shor’s algoritme. Shor’s algoritme werd in 1994 uitgevonden door Peter Shor als een manier om grote gehele getallen te factoriseren op kwantumsystemen. Deze mogelijkheid stelt het systeem in staat traditionele encryptiemethoden te verslaan die een regulier systeem decennia zouden kosten, waardoor methoden zoals RSA‑encryptie verouderd worden.

Edward Snowden

De eerste onthulling van deze hackstrategie kwam in 2013 aan het licht toen Edward Snowden de VS ontvluchtte uit bezorgdheid over zijn veiligheid na het onthullen van de omvang van NSA‑burgerbewaking. In zijn onthullingen documenteert hij hoe de organisatie routinematig versleutelde data stal met het uitdrukkelijke doel om toekomstige technologieën te gebruiken om de encryptie te breken.

Source – Freedom of the Press

Het concept kreeg meer leven toen toonaangevende cryptograaf Michele Mosca en anderen spraken over hoe kwantumcomputers de huidige e‑commerce‑encryptie overbodig zouden maken. Deze plotselinge onthulling, gecombineerd met recente doorbraken in kwantumcomputing, heeft geleid tot noodmigratiestrategieën door overheden en bedrijven.

The Risk is Real and Happening Today

Hoewel er geen betrouwbare statistieken zijn over HNDL‑aanvallen vanwege hun technische aard, blijven de risico’s wijdverspreid. Volgens Deloitte‑enquêtes zou HNDL de grootste zorg moeten zijn voor elk bedrijf of organisatie die zeer gevoelige, langetermijn‑data bezit.

Vulnerable Data Types

Om te begrijpen waarom deze hackmethode zo gevaarlijk is, moet je eerst kijken naar de soorten data die worden getarget. Deze hackers zoeken niet naar kortetermijn‑data. In plaats daarvan richten ze zich op cruciale langetermijn‑informatie zoals gereguleerde financiële en gezondheidsdata.

Er zijn ook steeds meer meldingen dat deze hackmethode wordt gebruikt op intellectueel eigendom, bedrijfsgeheimen, overheidsprogramma’s en defensiestrategieën. Al deze items behouden hun waarde naarmate de tijd verstrijkt, waarbij sommige zelfs relevanter worden.

Q-Day

Deze hackers wachten op Q‑Day. Deze term wordt gebruikt om het kantelpunt te beschrijven waarop kwantumcomputers in staat zijn bijna elke oudere encryptiemethode te kraken. Dit hypothetische inflectiepunt hangt af van cryptografisch relevante kwantumcomputers (CRQCs) die stabiele qubit‑functies ondersteunen die asymmetrische cryptografische algoritmen kunnen oplossen.

Volgens analisten komt Q‑Day steeds dichterbij. Sommige analisten plaatsen het al dit jaar, terwijl anderen geloven dat er nog een decennium over is voor bedrijven en overheden om zich voor te bereiden. Echter, alle partijen zijn het erover eens dat de eerste schattingen van Q‑Day in de jaren 2050 te optimistisch waren.

Why Harvest Now Decrypt Later Is a Real Threat

Momenteel zijn kwantumcomputers extreem zeldzaam en duur om te onderhouden. Daardoor zijn ze alleen beschikbaar voor naties met geavanceerde leerfaciliteiten en instellingen die de vereisten van het apparaat kunnen ondersteunen.

Maar naarmate de technologie en de prijs voor het onderhouden van deze apparaten dalen, zullen meer naties en organisaties kwantumapparaten aanschaffen en exploiteren. Deze onthulling gaat niet verloren bij nation‑state hackers die hun diefstal van langetermijn‑versleutelde data hebben opgevoerd. Helaas laat HNDL geen sporen achter zoals traditionele datalekken totdat de data al is ontsleuteld.

Opmerkelijk hebben ingenieurs enkele methoden ontwikkeld die infiltratiedetectie kunnen versnellen, waaronder het monitoren van abnormale exfiltratievolumes. Dit scenario betekent dat er geen manier is om te weten welke data al is gestolen en wacht om in de toekomst te worden benaderd.

How to Protect Your Data

Gezien de snelheid waarmee deze apparaten zich ontwikkelen en hun geplande toegankelijkheid tegen het einde van het decennium, is het belangrijk voor organisaties en bedrijven om te leren hoe ze beschermd blijven. Een van de eerste stappen in het proces is het inventariseren van al hun cryptografische assets.

Post-Quantum Cryptography (PQC)

Deze stap stelt je in staat een lijst te maken van assets die moeten worden gemigreerd naar post‑quantum cryptografie (PQC) opties. Deze lijst moet het asset en de gebruikte cryptografie vermelden. Het moet ook een duur en blootstellingsvectoren bevatten die rekening houden met de relevantie van kwantumcomputers.

Bedrijven kunnen metriek zoals het HNDL‑score‑systeem gebruiken om te zien welke data het hoogste risico loopt. Deze beoordeling moet vervolgens worden afgestemd op huidige hackdata om ervoor te zorgen dat waardevolle en meest gewenste informatie prioriteit blijft. Het doel van deze aanpak is ervoor te zorgen dat je bedrijf alleen encryptie gebruikt met een levensduur van +10 jaar.

NIST’s PQC Standards

Het National Institute of Standards and Technology (NIST) werd opgericht in 1901 als een agentschap van het Department of Commerce. Het doel is standaarden te creëren die innovatie stimuleren terwijl consumentenbescherming en veiligheid behouden blijven.

Een van de belangrijkste rollen is het vaststellen van beveiligingsstandaarden voor de tech‑industrie onder het Cybersecurity Framework (CSF) initiatief. Dit framework is instrumenteel geweest voor bedrijven die begeleiding zoeken over hoe ze veilig kunnen blijven in de toekomst van kwantumcomputing.

Zo heeft de groep verschillende post‑quantum cryptografie (PQC) standaarden geïntroduceerd, waaronder FIPS 203‑205, ML‑KEM, ML‑DSA en SLH‑DSA. Deze encryptiemethoden ondergingen kwantumtests in de faciliteiten van de groep, waardoor ze bestand zijn tegen toekomstige aanvallen.

Cryptographically Relevant Quantum Computer

De term Cryptographically Relevant Quantum Computer (CRQC) verwijst naar een systeem dat kwantumcapaciteiten bezit en fouttolerant is. Daarnaast kan het Shor’s op schaal ondersteunen. Opmerkelijk is dat dit apparaat nog steeds ver weg is.

Er zijn enkele technische obstakels waar ingenieurs onvermoeibaar aan werken om CRQCs op de markt te brengen. Bijvoorbeeld, deze apparaten moeten duizenden logische qubits ondersteunen. Deze taak is makkelijker gezegd dan gedaan, aangezien logische qubits worden opgebouwd uit miljoenen fysieke qubits met behulp van foutcorrigerende codes om decoherentie te elimineren.

Momenteel is decoherentie nog een belangrijke beperkende factor in het ontwerp van kwantumcomputers. Er zijn echter recente doorbraken die deze apparaten binnen de komende vijf jaar realiteit kunnen maken.

Which Countries Are Conducting HNDL Operations?

Er zijn veel naties die verdacht worden van het uitvoeren van HNDL‑operaties. Edward Snowden onthulde dat Amerikaanse agentschappen deze methode jarenlang gebruikten om informatie te verzamelen die ooit zou kunnen worden gebruikt om Amerikaanse burgers te volgen of te categoriseren.

China, Russia, North Korea

Niet verrassend zijn China, Rusland en Noord‑Korea ook betrokken bij vermoedelijke DNHL‑schema’s tegen naties. In één geval wordt China beschuldigd van diefstal van intellectueel eigendom van defensiebedrijven, waardoor ze grote hoeveelheden data kunnen vastleggen die later gedecodeerd kunnen worden.

Cryptocurrencies

De blockchain‑sector heeft met name veel moeite gestoken in de voorbereiding op Q‑Day. Kwantumcomputers kunnen potentieel elliptic curve cryptografie (ECDSA) breken, wat de kern vormt van verschillende toonaangevende projecten zoals Bitcoin en Ethereum.

Een van de grootste problemen is dat kwantumcomputers krachtig genoeg zijn om de blootgestelde publieke sleutels te nemen en de vergelijking te vinden om private sleutels binnen enkele minuten te ontgrendelen. Deze stap zou traditionele computers decennia of langer kosten. Daardoor integreren verschillende projecten kwantumbeveiligingen.

How Blockchains Can Prevent Quantum Attacks

Er zijn meerdere manieren waarop blockchains hun verdediging tegen kwantumcomputer‑hacks kunnen beveiligen. Opmerkelijk is dat sommige projecten al kwantum‑proof zijn, waarbij de eerste cryptocurrency die deze bescherming integreerde de Quantum Resistant Ledger in 2018 was.

Interessant genoeg integreert deze blockchain verschillende nieuwe technologieën, waaronder een NIST-goedgekeurd hash‑gebaseerd handtekeningsysteem. Het project combineert deze technologie met een XMSS (eXtended Merkle Signature Scheme) om bescherming te waarborgen.

What About Traditional Projects Like Bitcoin

De meerderheid van de blockchains is momenteel niet kwantum‑beveiligd. Daardoor zullen ze ingrijpende veranderingen moeten doorvoeren om bescherming te garanderen. Deze veranderingen zullen ongetwijfeld een hard fork vereisen aangezien ze de kernalgoritmen van de projecten zullen wijzigen.

Bitcoin Core Resistant Towards Upgrades to Consensus

Bitcoin Core staat bekend om zijn wens om het consensus‑algoritme onaangetast te laten om stabiliteit, consensus en achterwaartse compatibiliteit te waarborgen. Ondanks sterke weerstand tegen hard forks, zijn er quantum‑proof‑voorstellen en zelfs hard forks geweest.

National Security Risks

Er is ook een groeiend aantal beveiligingsanalisten die alarmbellen blijven luiden over HNDL‑aanvallen op de hoogste overheidsniveaus. Items zoals diplomatieke discussies, eerdere militaire operaties, geheime netwerken en zelfs defensie‑blauwdrukken zouden allemaal breed beschikbaar kunnen worden na Q‑Day.

Deze technologie heeft het potentieel om geheimen bloot te leggen die de overheid decennialang heeft beschermd. Deze capaciteit omvat het kunnen decoderen van vertrouwelijke overheids­transacties en andere zeer gevoelige financiële operaties.

How Long Do You Have to Prepare for Q-Day

Er is geen vaste datum waarop computerontwikkelaars een werkende CRQC zullen bereiken, en analisten blijven verdeeld over hun voorspellingen. Aan de conservatieve kant plaatsen de meeste experts het ergens na 2035. Deze projectie valt in lijn met IBM’s schaalkaart.

Aan de andere kant van het spectrum zijn er die geloven dat de technologie binnen de komende vijf jaar kan worden bereikt, met een wijdverspreide impact die zich in het begin van de jaren 2030 zal manifesteren. Deze analisten wijzen op recente doorbraken in kwantumcomputers die stabielere qubits en krachtigere chips hebben gecreëerd.

Companies Leading the Post-Quantum Security Migration

Een groeiende lijst van organisaties en bedrijven heeft het initiatief genomen om toekomstige kwantum‑hackpogingen te voorkomen. Deze bedrijven blijven enorme bedragen investeren in onderzoek en testen van hun systemen om toekomstige verliezen in de miljarden te voorkomen.

IBM

IBM (IBM ) blijft een pionier in fouttolerante kwantumsystemen. Het bedrijf heeft veel inspanningen geleverd in het ontwikkelen van geautomatiseerde encryptiebeheertools zoals de Guardium Cryptography Manager om toekomstige aanvallen te voorkomen. Het is ook toegewijd aan het behalen van volledige afstemming met NIST‑PQC‑standaarden tegen het einde van 2026

Opmerkelijk heeft IBM een duidelijk voordeel doordat het actief is in de kwantumcomputing‑sector, waardoor het direct inzicht krijgt. Het bedrijf is begonnen met testen op zijn nieuwste 1.121‑qubit Condor‑systeem. Elke iteratie van hun chips voegt meer qubits toe, waardoor Q‑Day dichterbij komt.

IBM schat dat het 2.000 logische qubits zal bereiken in zijn Blue Jay‑chip. Deze dichtheid zou de chip slechts 372 logische qubits van de RSA‑2048 Shor‑limieten plaatsen, waardoor het mogelijk de eerste Cryptographically Relevant Quantum Computer wordt.