N?r du logger deg p? nettbanken, tar du det som en selvf?lge at ingen andre kan snoke i kommunikasjonen mellom deg og banken.
For at ?konomikjeltringer ikke skal klare ? t?mme bankkontoen din, er kommunikasjonen mellom deg og banken kryptert.
En av de vanligste krypteringsmetodene fungerer slik at et par hemmelige n?kler, som best?r av to sv?rt store primtall, brukes til ? pakke opp informasjonen, mens den offentlige n?kkelen som brukes til ? pakke ned informasjonen, er produktet av disse to primtallene.
Mens det g?r lynraskt ? gange sammen to primtall, er det sv?rt tidkrevende ? faktorisere store tall.
Som du sikkert husker fra matematikktimene p? grunnskolen, var det mye enklere ? multiplisere enn ? dividere. Tenk deg at du skal gange sammen de to primtallene 3821 og 4217. Det er enkelt. Svaret blir 16 113 157. De fleste vil nok f? panikk om de skal finne frem til hvilke to tall som m? ganges for ? f? dette svaret.
Jo st?rre produktet er, desto lengre tid tar det f?r en datamaskin klarer ? knekken koden.
– Hvis primtallene er store nok, kan det faktisk ta millioner av ?r ? l?se dette p? en klassisk datamaskin. Systemet er derfor i dag sv?rt godt egnet til ? kryptere informasjon, forteller postdoktor Gunnar Lange p? Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved UiO.
Professor Johannes Skaar p? Fysisk institutt p?peker at det likevel er en teoretisk fare for at dagens kommunikasjon ikke er sikker.
– I prinsippet kan en smarting fra et fiendtlig land allerede ha funnet opp en algoritme som klarer ? knekke dagens kryptering, for det er ikke bevist at krypteringen er sikker. Vi vet derfor ikke om sikkerheten p? nettet er bra nok, advarer Skaar.
Smart algoritme
Den amerikanske vitenskapsmannen Peter Shor designet i 1994 en sinnrik algoritme som viste hvordan fremtidens kvantedatamaskiner kan faktorisere store tall p? sv?rt kort tid.
Den dagen kvantedatamaskinene er kraftige nok, er faren derfor til stede for at dagens krypteringsalgoritmer kan bli knust.
?– Mange internasjonale sikkerhetsmyndigheter tenker n? p? hvordan de kan unng? ? f? dekryptert informasjonen sin, forteller professor Lasse Vines p? Fysisk institutt.
Sikker kommunikasjon er spesielt viktig for Forsvaret.
– Vi mener vi har gode algoritmer som er relativt robuste mot kvantedatamaskiner, men det er likevel viktig ? f?lge med p? dette. Vi jobber med NATO. Det er veldig viktig for Kongsberg-gruppen at alt skal v?re sikkert i 30 ?r. Da m? vi tenke 30 ?r frem i tid. Kina har allerede kommet med flere pressemeldinger som sier at de har klart ? knekke krypteringsalgoritmene. Men det viser seg at de ikke har f?tt det til likevel. Hvis Kina klarer dette f?rst, har NATO og Vesten et problem, advarer Terje Nilsen, direkt?r i Kongsberg Discovery, som er en del av Kongsberg-gruppen.
Hvis Kina klarer ? knekke krypteringsalgorytmene f?rst, har NATO og Vesten et problem.
Kvantekommunikasjon
En mulig l?sning er ? bruke en helt ny metode som kalles for kvantekommunikasjon.
– Kvantekommunikasjon vil bli en av de tingene som f?r st?rst betydning. Jeg tror alle nettverksforbindelser innen stat, forsvar og helse etter hvert vil baseres p? kvantekommunikasjon. Da kan ingen tappe informasjonen underveis, beroliger Terje Nilsen.
N?r ekspertene snakker om kvantekommunikasjon, tenker de p? to ting: B?de hvordan kvantedatamaskiner skal snakke sammen og hvordan kvanteteknologien kan brukes til ? s?rge for at informasjonen ikke blir hacket underveis.
– Det kan v?re lurt ? utvikle kvantekryptering. Fysikere, matematikere og informatikere har forsket p? dette i lang tid. Kvantekryptering kan enten bli superviktig eller helt uviktig, mener Johannes Skaar.
L?sningen er komplisert. Kvantekommunikasjon fordrer egen hardware, egne kvantekanaler og egne fibre.
– Uheldigvis er det ikke mulig ? bruke dagens internettfibre til dette.
Forklaringen er at signalene i dagens optiske fibre over lange avstander m? forsterkes en rekke ganger. I dag skjer dette et par ganger mellom Oslo og Trondheim og mange ganger over Atlanterhavet. Problemet er at hver gang man skal forsterke kvanteinformasjon, dukker det opp st?y. Dette er enn? ikke l?st.
– Det er derfor et godt stykke til eksperimentell realisering over store avstander, sier Johannes Skaar.
Men kvantekommunikasjon over korte avstander p? noen mil fungerer allerede i dag.
Sammenfiltrete fotoner
Slik kommunikasjon skjer med sammenfiltrete fotoner. Dette er en fundamental egenskap i kvantefysikken.
Sammenfiltrete fotoner handler om at to fotoner vet om hverandre, selv om de sendes i hver sin retning.
Hvis noen pr?ver ? m?le fotonene p? vei mellom Oslo og Trondheim, vil fotonene forstyrres.
– Med kvanteteknologi kan man bruke slike sammenfiltrete fotoner til ? beskytte informasjonen. Kvantesystemer er sv?rt f?lsomme for ytre forstyrrelser. Denne f?lsomheten kan brukes til ? beskytte kommunikasjonen mellom to parter. Hvis noen m?ler eller p?virker det ene fotonet, vil dette kunne oppdages gjennom det andre fotonet. Det betyr at du i teorien har muligheten til ? avdekke om noen har tuklet med informasjonen din, forklarer Gunnar Lange.
Informasjonen m? da sendes p? ny.
– Noen dr?mmer om ? bruke den samme teknologien i et eget kvanteinternett, som skal bli mye tryggere enn dagens internett, men dette er fortsatt et godt stykke unna, sier Lange.
Rundt omkring i verden planlegges det n? kvantekrypteringsnettverk.
– Det er viktig med sikker kommunikasjon. Allerede i dag bruker danske ministerier kvantekommunikasjon seg imellom, forteller professor Jan W. Thomsen, Danmarks fremste kvanteteknolog. Han er leder av Quantum Computing Programme i Novo Nordisk Foundation.
Parallelt jobbes det ogs? med ? lage klassiske, kvantesikre algoritmer som skal kunne fungere i dagens internett mot mulige kvantehackerangrep i fremtiden.
– Kvantealgoritmer kan ikke ?delegge for internettet i dag, fordi kvantedatamaskinene enn? ikke er store nok, sier Johannes Skaar.
- Det er likevel lurt ? utvikle kvantekryptering. Det kan komme en dag vi trenger dette.