Kvantdatorer står redo att omforma datorvärlden, och med det kommer både fantastiska möjligheter och allvarliga hot. Cybersäkerheten, som vi känner den, kan snart vara ett minne blott. Dagens kryptering riskerar att knäckas, men kvanttekniken kan också ge oss helt nya, säkrare sätt att skydda information. Häng med när vi utforskar hur kvantdatorerna kan komma att förändra spelplanen för digital säkerhet.

Hotet från kvantdatorerna

Kvantdatorer skiljer sig fundamentalt från de datorer vi är vana vid. Istället för vanliga bitar använder de kvantbitar, eller qubits. Tack vare kvantmekaniska fenomen som superposition kan dessa qubits befinna sig i flera tillstånd samtidigt. Forskningen kring kvantdatorer går snabbt framåt, och detta är avgörande för att förstå hur de påverkar cybersäkerheten.

Krypteringens sårbarhet

Många av de krypteringsmetoder som skyddar vår digitala kommunikation idag, som RSA och ECC, bygger på att vissa matematiska problem är extremt svåra för vanliga datorer att lösa. Ett sådant problem är att dela upp mycket stora tal i primtal, vilket är själva grunden för RSA-kryptering. Men med Shors algoritm, speciellt utvecklad för kvantdatorer, kan dessa problem lösas betydligt snabbare. I praktiken innebär detta att en tillräckligt kraftfull kvantdator skulle kunna knäcka dagens kryptering och äventyra säkerheten för all den information som skyddas av den.

Harvest Now, Decrypt Later

Det här hotet har lett till en oroande strategi: ”Harvest Now, Decrypt Later”. Cyberkriminella samlar redan nu in stora mängder krypterad data, i förhoppningen om att kunna dekryptera den i framtiden när kvantdatorerna är tillräckligt kraftfulla. Organisationer som hanterar data som behöver vara skyddad under lång tid, till exempel inom finans, sjukvård och myndigheter, är särskilt utsatta. NSA har till och med varnat för att RSA med för korta nycklar är i farozonen.

Kvantteknikens lösningar

Men kvanttekniken är inte bara ett hot – den kan också vara en del av lösningen. Kvantnyckeldistribution (QKD) är en teknik som använder kvantmekanikens principer för att skapa extremt säkra kommunikationskanaler. Istället för att förlita sig på komplicerade matematiska problem, bygger QKD på fysikens lagar. Det gör den i teorin omöjlig att knäcka.

Säker kommunikation med QKD

QKD fungerar genom att använda ljuspartiklar, fotoner, med slumpmässiga kvanttillstånd för att skapa krypteringsnycklar. Eftersom varje försök att mäta eller avlyssna dessa kvanttillstånd omedelbart förändrar dem, kan man direkt upptäcka om någon försöker snoka. I Finland pågår tester av QKD, bland annat mellan forskningscentret VTT och IT-centret CSC.

Kvantkrypteringens begränsningar

Det är dock viktigt att komma ihåg att även kvantkryptering har sina begränsningar, åtminstone med dagens teknik. Räckvidden är begränsad till ungefär 100 kilometer, och dataöverföringen är långsammare än med traditionella metoder. Det är inte heller alla problem som kvantdatorer förväntas lösa effektivt.

Post-kvantkryptografi (PQC)

För att möta hotet från kvantdatorer arbetar forskare världen över med att utveckla post-kvantkryptografi (PQC). Det handlar om att skapa krypteringsmetoder som kan stå emot attacker från både dagens datorer och framtidens kvantdatorer. Dessa metoder bygger på matematiska problem som tros vara svåra även för kvantdatorer att knäcka.

Nya standarder

Det amerikanska standardiseringsorganet NIST har redan tagit fram de första standarderna för PQC. Det handlar bland annat om algoritmerna CRYSTALS-Kyber och CRYSTALS-Dilithium. Även Cybersäkerhetscentret i Finland rekommenderar att organisationer börjar förbereda sig för en övergång till PQC.

Kryptografisk agilitet

En annan viktig strategi är det som kallas kryptografisk agilitet. Det handlar om att organisationer ska kunna byta ut, uppgradera eller återkalla krypteringsalgoritmer snabbt och effektivt. Tänk dig att du har ett system där du enkelt kan byta lås om det gamla låset visar sig vara osäkert. Denna flexibilitet är avgörande för att kunna anpassa sig till nya hot och snabbt gå över till kvantsäkra lösningar när de blir tillgängliga.

Sveriges roll och framtid

Sverige är i allra högsta grad en del av denna utveckling. Wallenberg Centre for Quantum Technology (WACQT), som leds från Chalmers, är ett nationellt forskningsprogram som satsar stort på kvantteknologi. De arbetar bland annat med att utveckla en avancerad kvantdator och med att utforska kvantkommunikation. Dessutom finns ett samarbete mellan IBM och Chalmers för att främja kvantteknologin i Sverige. Forskning och utbildning inom området bedrivs även vid Linköpings universitet. Flera svenska myndigheter, som FRA och Must, arbetar aktivt med dessa frågor, och cybersäkerhet lyfts fram som en central del av totalförsvaret.

Vad kan vi göra nu?

Både organisationer och privatpersoner kan börja förbereda sig för kvantåldern. Här är några konkreta steg:

• Inventering: Ta reda på vilka krypteringsalgoritmer och nycklar som används i era system.
• Riskbedömning: Fundera över vilka data som är mest känsliga och hur länge de behöver skyddas.
• Testning: Börja utvärdera och testa PQC-algoritmer för att se hur de fungerar i er miljö.
• Planering: Gör en plan för hur ni ska gå över till PQC, och prata med era leverantörer om deras planer.
• Utbildning: Se till att öka kunskapen om kvantdatorhotet och kvantsäkra lösningar inom organisationen.

Sammanfattning

Kvantdatorerna är på väg, och de kommer att förändra spelreglerna för cybersäkerhet. Genom att förstå både hoten och möjligheterna, och genom att agera nu, kan vi se till att vara förberedda. Det handlar om att skapa en framtid där vår information kan skyddas på nya, säkrare sätt. För att klara omställningen krävs samarbete mellan forskare, företag, myndigheter och individer. Det är en investering i framtidens digitala säkerhet.