Hva er postkvantekryptografi?
Vi forklarer i enkelt språk de nye krypteringsstandardene som tåler kvantedatamaskiner, hvordan de påvirker HTTPS-forbindelsene i dag, og hvordan du forbereder dataene dine på overgangen.
Aurora YazılımRedaksjonen
6 min lesetid
Post-kvantekryptografi (PQC) er nye krypteringsmetoder basert på matematiske problemer som antas å være umulige å knekke selv for kraftige kvantedatamaskiner. Fordi RSA- og elliptiskekurve-algoritmene som brukes i HTTPS, digitale signaturer og VPN-er i dag kan bli sårbare for kvanteangrep i fremtiden, er det utviklet standarder for kvantesikker kryptering, som tas i bruk gradvis.
Hvorfor truer kvantedatamaskiner kryptering?
Mesteparten av den sikre kommunikasjonen på internett bygger på kryptografi med offentlig nøkkel. Når du kobler til et nettsted med HTTPS, blir nettleseren og serveren enige om en hemmelig nøkkel ved hjelp av RSA- eller elliptiskekurve-baserte algoritmer. Sikkerheten til disse algoritmene bygger på at det i praksis er umulig for klassiske datamaskiner å faktorisere store tall eller løse lignende matematiske problemer.
Kvantedatamaskiner fungerer derimot med en annen beregningslogikk. Shors algoritme, som ble beskrevet i 1994, viser at en stor nok og stabil nok kvantedatamaskin kan løse disse problemene effektivt. En slik maskin finnes ennå ikke, og det er uvisst når den kommer; men når den gjør det, vil en betydelig del av dagens systemer med offentlig nøkkel miste sikkerheten.
Hvis du er nysgjerrig på hvordan kvantedatamaskiner fungerer og hvor langt utviklingen har kommet i dag, kan du begynne med artikkelen vår Hva er en kvantedatamaskin.
Risikoen «samle nå, dekrypter senere»
Hvis kvantedatamaskinen ikke finnes ennå, hvorfor skal vi bekymre oss allerede nå? Svaret ligger i scenarioet som kalles samle nå, dekrypter senere (harvest now, decrypt later). En angriper kan ta opp og lagre kryptert trafikk i dag, og dekryptere opptakene den dagen vedkommende får tilgang til en kvantedatamaskin med tilstrekkelig kraft.
Denne risikoen avhenger av hvor lenge dataene må holdes hemmelige. En kampanjeannonsering mister verdien etter noen uker, men helsejournaler, kontrakter, forretningshemmeligheter eller identitetsopplysninger må holdes hemmelige i årevis. For organisasjoner som behandler slike data er planlegging av overgangen et tema allerede i dag.
Et enkelt regnestykke hjelper: hvis tiden dataene må være hemmelige pluss tiden det tar å flytte systemene dine til de nye algoritmene overstiger det anslåtte tidspunktet da en kraftig kvantedatamaskin kan dukke opp, bør du starte forberedelsene nå. I store organisasjoner tar slike infrastrukturoverganger ofte år.
Hvilke algoritmer påvirkes?
Kvantedatamaskinenes effekt er ikke den samme for alle typer kryptering. Mens algoritmer med offentlig nøkkel er i alvorlig fare, er symmetrisk kryptering og hashfunksjoner mer motstandsdyktige.
| Algoritmetype | Eksempel | Kvanteeffekt | Anbefalt retning |
|---|---|---|---|
| Kryptering med offentlig nøkkel og nøkkelutveksling | RSA, ECDH | Kan knekkes med Shors algoritme | Nye standarder som ML-KEM |
| Digital signatur | RSA, ECDSA | Kan knekkes med Shors algoritme | Nye standarder som ML-DSA og SLH-DSA |
| Symmetrisk kryptering | AES | Grovers algoritme reduserer sikkerhetsmarginen | Lang nøkkel (AES-256) |
| Hashfunksjoner | SHA-2, SHA-3 | Begrenset effekt | Tilstrekkelig utdatalengde |
De nye PQC-standardene
Det amerikanske standardiserings- og teknologiinstituttet (NIST) har satt kandidatalgoritmer fra hele verden gjennom en åpen evalueringsprosess som har pågått i årevis, og publiserte i 2024 de første standardene for kvantesikker kryptering. Prosessen og dokumentene er åpne for alle på NISTs PQC-prosjektside.
- ML-KEM (FIPS 203): for nøkkelutveksling; bygger på algoritmen CRYSTALS-Kyber
- ML-DSA (FIPS 204): for digital signatur; bygger på algoritmen CRYSTALS-Dilithium
- SLH-DSA (FIPS 205): hashbasert digital signatur som fungerer som reserve; bygger på algoritmen SPHINCS+
Hva PQC er, og hva det ikke er
Et begrep som ofte forveksles med PQC er kvantenøkkeldistribusjon (QKD). QKD er en fysisk metode som krever spesialisert maskinvare og fiberlinjer. Post-kvantekryptografi består derimot av rene programvarealgoritmer som kjører på dagens datamaskiner og internettinfrastruktur, og kan derfor tas i bruk i stor skala.
Hvordan påvirkes HTTPS og SSL?
I en HTTPS-forbindelse er det to separate operasjoner: partene blir enige om en øktnøkkel (nøkkelutveksling), og serveren beviser identiteten sin (sertifikatsignatur). Risikoen «samle nå, dekrypter senere» gjelder særlig nøkkelutvekslingen; derfor startet overgangen på denne siden først.
De store nettleserne og enkelte infrastrukturleverandører har begynt å støtte hybrid nøkkelutveksling, som bruker klassisk elliptisk kurve sammen med ML-KEM. Den hybride tilnærmingen opprettholder beskyttelsen fra den klassiske algoritmen selv om det skulle dukke opp en uventet svakhet i den nye. Overgangen til kvantesikre algoritmer for sertifikatsignaturer planlegges som en lengre prosess.
Hvordan sertifikater og HTTPS fungerer i dag, har vi forklart i artikkelen Hva er et SSL-sertifikat. Den gode nyheten for nettstedseiere er at serverprogramvare, nettlesere og CDN-tjenester som holdes oppdatert, tar seg av mesteparten av denne overgangen i bakgrunnen.
openssl s_client -connect www.ornek.com:443 -groups X25519MLKEM768 < /dev/nullForberedelse til kryptering etter kvantetiden
Overgangen til kryptering etter kvantetiden gjøres ikke over natten, men er en omstilling som strekker seg over år. Det mest verdifulle organisasjoner kan gjøre i dag, er å vite hvor de bruker hvilken kryptering og å holde systemene klare for endring.
- Lag et kryptografiregister: sertifikater, VPN, e-post, databasekryptering, API-forbindelser
- Prioriter data som må holdes hemmelige lenge, og systemene som bærer dem
- Hold server, operativsystem og biblioteker oppdatert; overgangen kommer i stor grad gjennom oppdateringer
- Foretrekk lange nøkler (for eksempel AES-256) i symmetrisk kryptering
- Spør programvare- og tjenesteleverandørene dine om veikartet deres for PQC
- Bruk prinsippet om kryptofleksibilitet, som gjør det enkelt å bytte algoritme, i nyutviklede systemer
Hvorfor er kryptofleksibilitet viktig?
Kryptofleksibilitet (crypto agility) betyr at et system kan bytte krypteringsalgoritme på konfigurasjonsnivå, uten at den er bygget dypt inn i koden. En algoritme som regnes som trygg i dag, kan få en svakhet påvist i morgen; fleksible systemer tilpasser seg raskt i en slik situasjon.
I programvareløsninger utviklet spesielt for firmaet realiseres dette prinsippet ved at kryptering og signering gjøres gjennom oppdaterte, vedlikeholdte biblioteker og i et sentralt lag. I en nettbutikkplattform som behandler betaling og kundedata betyr den samme tilnærmingen sømløs tilpasning til fremtidige standardendringer.
En lignende omstilling skjer også på autentiseringssiden. Passkey-teknologien, som bygger på kryptografi med offentlig nøkkel, har en struktur som kan oppdateres med den samme fleksible tilnærmingen etter hvert som standardene utvikler seg mot kvantesikre signaturalgoritmer.
Et realistisk blikk for virksomheter
En liten eller mellomstor virksomhet trenger ikke å drive egen kryptografiforskning i dag. Det viktige er å holde serverne, sertifikatene og programvaren oppdatert og forsikre seg om at leverandørene følger denne overgangen. Serverprogramvaren, TLS-innstillingene og sertifikatfornyelsene til en nettside i drift er en naturlig del av det jevnlige vedlikeholdet under hastighet og ytelse.
Organisasjoner som behandler data som krever langvarig fortrolighet, for eksempel innen helse, jus eller finans, bør derimot begynne planleggingen av overgangen tidligere og følge nasjonale og internasjonale veiledninger om saken. Å kreve oppdatert TLS-konfigurasjon fra starten når du planlegger en ny bedriftsnettside eller kundeportal, er også et riktig steg.
Vanlige spørsmål
01Kan kvantedatamaskiner knekke kryptering i dag?
Nei. Dagens kvantedatamaskiner har ikke størrelsen og stabiliteten som trengs for å knekke vanlig brukte RSA- eller elliptiskekurve-nøkler. Det er uvisst når dette nivået nås; grunnen til å forberede seg nå er at overgangen tar lang tid, og at lagrede data kan dekrypteres i fremtiden.
02Må jeg gjøre noe med nettsiden min nå?
For de fleste nettsider er det viktigste å holde serverprogramvare, TLS-biblioteker og CDN-innstillinger oppdatert; kvantesikker nøkkelutveksling kommer med disse oppdateringene. Hvis du behandler data som må holdes hemmelige lenge, bør du snakke med leverandøren din om veikartet for PQC.
03Blir AES-kryptering også knekt?
Symmetriske algoritmer påvirkes mye mindre av kvanteangrep. Selv om Grovers algoritme reduserer sikkerhetsmarginen, regnes lange nøkler som AES-256 som trygge i overskuelig fremtid.
Post-kvantekryptografi er en omstilling over mange år som fornyer systemene med offentlig nøkkel, grunnlaget for internettsikkerheten, mot den fremtidige kvantetrusselen; den sterkeste forberedelsen for virksomheter er en oppdatert og fleksibel infrastruktur. Aurora Yazılım utvikler programvareløsninger tilpasset virksomheten din med oppdaterte krypteringsbiblioteker, og tar seg av serverne og TLS-vedlikeholdet til nettsiden din i drift under hastighet og ytelse. Har du spørsmål, ta kontakt med oss.
