NSM: «Alle» må umiddelbart sikre seg mot trusselen fra kvantedatamaskiner

Nasjonal sikkerhetsmyndighet (NSM) har publisert det de kaller et «Posisjonsnotat om kvantenøkkeldistribusjon» (QKD).

Notatet kan leses som et kraftig varsku til alle samfunnets aktører som benytter kryptert informasjon.

Når de lynraske kvantedatamaskinene har kommet seg ut av barndommen i løpet av det neste tiåret, vil beskyttelsen vi i dag gjør av informasjon lett kunne brytes.

Dette gjelder også dagens krypterte informasjon. Det er antatt at ondsinnede aktører allerede laster ned – stjeler – kryptert informasjon som de ikke kan lese, men som framtidas kvantedatamaskiner kan gjøre lesbar. I notatet oppsummerer NSM utfordringene fra framtidas kvantedatamaskiner mot de eksisterende kryptografiske løsningene.

Peker ut teknologi

NSM oppfordrer alle virksomheter til å forberede seg på å møte trusselen fra kvantedatamaskinene innen 2030.

Det som trengs, er å gå over til nye kryptografiske løsninger. Denne prosessen må settes i gang umiddelbart om trusselen skal møtes i tide, advarer NSM.

Normalt overlater myndighetene til aktørene i markedet å velge teknologi, men i notatet anbefaler NSM bruk av det som kalles kvanteresistent kryptografi. Det mener de gir en komplett og sikker løsning som passer inn i eksisterende systemarkitektur.

Som overskriften på notatet tilsier, advarer NSM mot teknologien kvantenøkkeldistribusjon (QKD – quantum key distribution). NSM mener denne teknologien har flere tekniske og fundamentale begrensninger.

I Norge har Norsk helsenett testet Globalconnects teknologi for kvantenøkkeldistribusjon ved Ahus i Lørenskog.

Leder for tjenester til spesialisthelsetjenesten i Norsk Helsenett, Frode Johansen sier de har tett dialog og samarbeider godt med NSM om kvanteteknologi. Han synes det er flott at de er tydelig i sine anbefalinger.

– Pilotprosjektet vi har med Globalconnect rundt kvantenettverk ved Ahus, har gitt oss unik kunnskap og relasjoner i kvantemiljøet i Norge. Som NSM har vi også erfart at kvantenøkkeldistribusjon er en umoden teknologi. NSM skriver i sitt notat at kvantekommunikasjon og kvanteteknologi er interessante forskningsområder med flere potensielle bruksområder. Det er vi enig i, og vi kommer derfor til å fortsette å teste teknologien i pilotprosjektet for å lære mest mulig, sier Johansen.

Han sier de stiller seg bak NSMs utmerkede kvanteveileder.

– Kvantesikker kryptografi (PQC-teknologi) som NSM anbefaler, tester vi i en pilot samtidig som vi tester kvantenøkkeldistribusjon i samarbeid med Globalconnect. Slik det ser ut nå, tror vi at kvantesikker kryptografi er den teknologien som raskest fører oss til et kvantesikkert nettverk, sier Johansen.

QKD ingen løsning

Avdelingsdirektør for digital og fysisk sikkerhet i NSM, Geir Arild Engh-Hellesvik, sier til Digi at formålet deres med anbefalingen er å hjelpe norske virksomheter og organisasjoner som skal gjennomføre kvantemigrasjon.

– Det er en gjentakende utfordring at kvantenøkkeldistribusjon blir foreslått som en løsning på kvantetrusselen, for det er det ikke per dags dato. Derfor går NSM ut med denne anbefalingen nå, sier han.

Avdelingsdirektøren sier det ikke er kjent for NSM om QKD er tatt i bruk i produksjon hos norske virksomheter.

Åpner for ny teknologi

Kvantenøkkeldistribusjon er en teknologi som deler en hemmelig nøkkel mellom to parter. Det gjøres vanligvis ved å utveksle lyspartikler på en bestemt måte. Denne nøkkelen kan senere brukes til å kryptere meldinger.

Hovedargumentet for at teknologien er sikker er at kvantemekanikkens prinsipper tillater systemet å avdekke forsøk på avlytting.

Likevel mener NSM at kvantenøkkeldistribusjon har flere begrensninger som sikkerhetsteknologi. Dette gjelder både fundamentale begrensninger på hva kvantenøkkeldistribusjon gir av sikkerhetsfunksjonalitet, og tekniske begrensninger på dagens teknologi.

NSM åpner samtidig for at begrensningene muligens kan utbedres i fremtiden, og ønsker seg forskning på kvantekommunikasjon og kvanteteknologi.

– Hvis det skjer en vesentlig utvikling som utfordrer eller omgår de fundamentale begrensningene ved kvantenøkkeldistribusjon kan dette endre vårt syn på teknologien, sier Engh-Hellesvik.

Han mener QKD kan utvikles til en nisjeløsning, men ikke som løsningen på møtet med kvantetrusselen.

– For NSM er det viktig å følge forskningen som skjer på dette feltet, derfor har vi knyttet til oss ulike forskningsmiljøer gjennom vårt Senter for anvendt kryptologi som åpnet i 2023.

Kjappere maskiner

Kvantedatamaskiner bruker kvantemekaniske metoder for å løse enkelte problemer raskere enn klassiske datamaskiner.

Blant mye annet kan kvantedatamaskiner knekke den asymmetriske kryptografien som brukes i dag.

Denne kryptografien benyttes i hovedsak til nøkkelutveksling og til digitale signaturer. Disse sørger for henholdsvis at to kommuniserende parter blir enige om en delt hemmelig nøkkel og at man kan verifisere at en melding kom fra den korrekte kilden.

NSMs anbefalte løsning, kvanteresistent kryptografi, er algoritmer som har samme funksjonalitet som algoritmene som er i bruk i dag, men som er designet for å være resistente overfor kvantedatamaskiner.

– QKD umodent

– Kvanteresistent kryptografi har vært gjennom en lengre standardiseringsprosess der myndigheter, industri og akademikere har delt sine analyser, noe som gjør at kryptografimiljøet har betydelig tillit til at disse algoritmene er sikre. Å migrere til kvanteresistent kryptografi er i mange tilfeller ikke vanskeligere enn å oppdatere programvare, og en stor andel av internettrafikk beskyttes allerede med kvanteresistent kryptografi, skriver NSM i sitt notat.

Opp mot dette innvender NSM at QKD er en umoden teknologi, at den krever spesialisert maskinvare, og at teknologien er avhengig av autentisering.