AI & computing › Post-quantum cryptografie
Canadees-Taiwanese chip doorstaat test tegen aanvallen van kwantumcomputers
Het Canadese BTQ Technologies en het Taiwanese onderzoeksinstituut ITRI hebben een nieuwe chiparchitectuur getest die versleuteling moet beschermen tegen toekomstige kwantumcomputers. De testchip verwerkte succesvol drie officiële Amerikaanse standaarden voor kwantumbestendige encryptie.
Kwantumcomputers kunnen in de toekomst de versleuteling kraken die nu vrijwel al ons digitale verkeer beschermt, van bankzaken tot militaire communicatie. Om dat te voorkomen werken chipmakers aan hardware die bestand is tegen die dreiging. BTQ Technologies uit Canada en het Taiwanese Industrial Technology Research Institute (ITRI) meldden een eerste mijlpaal in een meerjarig project rond zo'n nieuwe chip.
De architectuur heet Quantum Compute-in-Memory (QCIM) en is getest in een productieomgeving van chipfabrikant TSMC, met een zogeheten 28-nanometerproces. Dat getal geeft de grootte aan van de kleinste onderdelen op de chip: hoe kleiner, hoe compacter en zuiniger een chip meestal is. De test moest aantonen dat de chip cryptografische berekeningen correct en snel genoeg uitvoert, ook onder zware belasting.
Rekenen in het geheugen zelf
Het bijzondere aan QCIM is dat de post-quantum cryptografie-berekeningen plaatsvinden in het geheugen van de chip zelf, in plaats van dat data steeds heen en weer reist tussen geheugen en processor. Dat scheelt tijd, energie en warmteontwikkeling. De chip is bovendien 'crypto-agile' ontworpen: hij kan meerdere versleutelingsmethoden aan en later worden aangepast als beveiligingsstandaarden veranderen.
De tests draaiden specifiek op algoritmes die horen bij FIPS 203, 204 en 205. Dit zijn drie standaarden die het Amerikaanse standaardisatie-instituut NIST vorig jaar vastlegde als opvolgers van bestaande versleuteling zoals RSA. Die klassieke methodes zijn kwetsbaar zodra een krachtige kwantumcomputer beschikbaar komt, iets wat experts over ongeveer tien tot vijftien jaar verwachten.
Van laboratorium naar praktijk
Het project combineert de expertise van drie partijen. BTQ levert de cryptografische architectuur, het Zuid-Koreaanse ICTK brengt kennis van beveiligde chips en fysiek onklonbare functies in, en ITRI verzorgt het chipontwerp en de validatie. Volgens Olivier Roussy Newton, topman van BTQ, tonen de resultaten aan dat de chip meerdere kwantumbestendige algoritmes efficiënt kan versnellen terwijl hij flexibel genoeg blijft voor toekomstige standaarden.
De volgende fase draait om integratie: de QCIM-kern moet worden ingebouwd in grotere chipsystemen, waarbij prestaties en compatibiliteit overeind moeten blijven. BTQ verwacht nog dit jaar testchips te leveren aan geselecteerde klanten en partners. De technologie is bedoeld voor toepassingen waar langdurige beveiliging cruciaal is, zoals industriële systemen, autotechnologie, IoT-apparaten en edge computing.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Zodra kwantumcomputers krachtig genoeg zijn, kunnen ze huidige versleuteling kraken en oude, onderschepte data alsnog ontcijferen. Chips die kwantumbestendige encryptie al in hardware ondersteunen, geven apparaten en infrastructuur een langere levensduur zonder dat de beveiliging in de toekomst opnieuw moet worden opgebouwd. Dit is vooral relevant voor systemen die decennia meegaan, zoals industriële installaties en militaire apparatuur.
- Post-quantum cryptografie
- Versleutelingsmethoden die ontworpen zijn om ook bestand te zijn tegen de rekenkracht van toekomstige kwantumcomputers.
- RSA
- Een veelgebruikte klassieke versleutelingsmethode die kwetsbaar wordt zodra kwantumcomputers krachtig genoeg zijn.
- Compute-in-memory
- Een chipontwerp waarbij berekeningen direct in het geheugen plaatsvinden, in plaats van data heen en weer te sturen naar een aparte processor.
- Nanometerproces
- De maateenheid voor de grootte van de kleinste onderdelen op een chip; een kleiner getal betekent doorgaans een compactere en zuinigere chip.
- NIST
- Amerikaans overheidsinstituut dat technische standaarden vaststelt, waaronder de nieuwe standaarden voor kwantumbestendige encryptie.
- Crypto-agile
- Een eigenschap van hardware of software waarmee het eenvoudig is om over te schakelen naar andere versleutelingsmethoden zonder het hele systeem te vervangen.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
