Cryptographic Bill of Materials: een boodschappenlijst voor digitale sloten
Elk stuk software zit vol verborgen sloten en sleutels: stukjes wiskunde die e-mails versleutelen, wachtwoorden beveiligen of controleren of een update echt van de juiste leverancier komt. Een Cryptographic Bill of Materials, afgekort CBOM, is simpelweg een volledige lijst van al die sloten in een systeem: welk type slot het is, hoe sterk het is, en waar het precies zit. Vergelijk het met de ingrediëntenlijst op een pak koekjes, maar dan voor cryptografie: niet "bloem, suiker, boter", maar "RSA-sleutel van 2048 bit in de inlogmodule, AES-256 voor de database, een verlopen certificaat in de betaalservice".
Dat zo'n lijst nodig is, klinkt misschien overbodig — bedrijven bouwen die sloten toch zelf in? In de praktijk weet bijna niemand precies welke cryptografie er in hun eigen systemen zit. Software wordt opgebouwd uit duizenden bibliotheken van derden, oude code blijft jarenlang in gebruik, en cryptografische keuzes worden vaak diep in de broncode begraven door ontwikkelaars die allang niet meer bij het bedrijf werken. Nu de opkomst van kwantumcomputers dwingt tot het vervangen van verouderde versleuteling, ontstaat er ineens grote vraag naar zo'n overzicht: je kunt een slot pas vervangen als je weet dat het er is.
Wat is het precies?
Het concept bouwt voort op een ouder idee: de Software Bill of Materials, of SBOM. Na grote incidenten zoals de Log4Shell-kwetsbaarheid (2021) en de SolarWinds-hack (2020) realiseerden bedrijven zich dat ze niet eens wisten welke softwarecomponenten ze gebruikten, laat staan of die kwetsbaar waren. Een SBOM is daarom een machineleesbare lijst van alle onderdelen — bibliotheken, modules, versienummers — waaruit een programma is opgebouwd, vergelijkbaar met een onderdelenlijst van een auto.
Een CBOM is een gespecialiseerde variant die zich puur op cryptografie richt. Waar een SBOM zegt "dit programma gebruikt bibliotheek X versie 2.3", zegt een CBOM: "deze bibliotheek gebruikt het algoritme RSA met een sleutel van 2048 bit", of "hier wordt de verouderde hashfunctie SHA-1 toegepast". Vastgelegde gegevens zijn onder meer: het type cryptografische bewerking (versleutelen, ondertekenen, hashen), het gebruikte algoritme, de sleutellengte, eventuele certificaten en hun vervaldatum, en waar de berekening plaatsvindt — in software, in een chip, of in een speciale beveiligde kluis (een zogeheten hardware security module, HSM).
In de praktijk wordt een CBOM meestal automatisch gegenereerd. Gespecialiseerde scantools doorzoeken broncode, gecompileerde programma's, netwerkverkeer of certificaatarchieven op sporen van cryptografische functies, en zetten de resultaten om in een gestructureerd document. Het meest gebruikte format hiervoor is een uitbreiding van CycloneDX, een open standaard van de OWASP Foundation (een internationale non-profitorganisatie voor softwarebeveiliging) die oorspronkelijk voor SBOM's is ontwikkeld. Zo'n document is geen leesbare tekst voor mensen, maar een JSON-bestand dat andere programma's — bijvoorbeeld risicoanalysetools — automatisch kunnen verwerken.
Wat wil men ermee bereiken?
Het directe doel is zicht krijgen op iets dat vrijwel altijd onzichtbaar blijft. Cryptografie zit verweven in besturingssystemen, netwerkprotocollen, apps, smartcards en industriële apparatuur, vaak toegevoegd door leveranciers van leveranciers. Zonder inventaris weet een organisatie simpelweg niet welke systemen kwetsbaar zijn wanneer een algoritme onveilig blijkt, of wanneer een certificaat verloopt.
Een tweede, dringender doel is voorbereiding op kwantumcomputers. Krachtige kwantumcomputers zouden in theorie veelgebruikte versleuteling zoals RSA en elliptic-curve cryptografie kunnen kraken. Zulke machines bestaan nog niet in bruikbare vorm, maar veiligheidsdiensten waarschuwen al jaren voor "harvest now, decrypt later": aanvallers die nu versleuteld verkeer opslaan om het later, zodra een kwantumcomputer beschikbaar is, alsnog te ontsleutelen. Voor gegevens die tientallen jaren geheim moeten blijven — medische dossiers, staatsgeheimen, industriële ontwerpen — is dat een reëel risico, ook al ligt de dreiging nog in de toekomst. Een CBOM maakt het mogelijk om systematisch te bepalen welke systemen als eerste moeten overstappen op nieuwe, kwantumbestendige algoritmen, in plaats van dat organisaties blind gokken.
Daarnaast streeft men naar wat in de sector "crypto-agility" heet: het vermogen om een verouderd algoritme snel te vervangen zonder het hele systeem te herbouwen. Dat vereist eerst te weten waar elk algoritme wordt toegepast. Ten slotte spelen wettelijke verplichtingen een rol: toezichthouders en overheden verwachten in toenemende mate dat organisaties kunnen aantonen welke cryptografie ze gebruiken, onder meer via de Europese NIS2-richtlijn en de Cyber Resilience Act, die eisen stellen aan het beheer van digitale producten en kritieke infrastructuur.
Voorbeelden uit de praktijk
Het concept CBOM is relatief jong en wortelt sterk in onderzoek van IBM. Onderzoekers van IBM publiceerden rond 2023 werk waarin het idee van een cryptografische materialenlijst werd uitgewerkt als aanvulling op de SBOM, met als doel organisaties te helpen bij de overstap naar post-quantumcryptografie. IBM bracht op basis daarvan ook eigen scantools uit onder de noemer "Quantum Safe", die codebases doorzoeken en een CBOM opleveren.
De open standaard CycloneDX, beheerd door de OWASP Foundation, breidde haar specificatie uit met ondersteuning voor cryptografische assets, waarmee CBOM een formeel, door de industrie gedeeld formaat kreeg in plaats van een los IBM-idee. Dit maakte het mogelijk dat verschillende scantools onderling uitwisselbare CBOM-bestanden produceren.
Op overheidsniveau verplichtte de Amerikaanse regering met National Security Memorandum 10 (2022) en het bijbehorende OMB-memo M-23-02 alle federale agentschappen om een inventaris te maken van systemen die kwetsbaar zijn voor kwantumaanvallen, als eerste stap richting migratie — in de praktijk een verplichte vorm van cryptografische inventarisatie, ook al gebruikte men destijds niet altijd letterlijk de term CBOM.
Ook los van CBOM als formeel document ontstond een markt van gespecialiseerde bedrijven die cryptografie in bestaande systemen opsporen en beheren, zoals SandboxAQ met zijn product AQtive Guard en het Franse Cryptosense, beide gericht op het automatisch in kaart brengen van cryptografisch gebruik binnen grote organisaties. Onder de Linux Foundation werkt de Post-Quantum Cryptography Alliance, een samenwerkingsverband van bedrijven en onderzoekers, aan open source gereedschap — waaronder de bibliotheek liboqs — dat organisaties helpt bij het testen en invoeren van nieuwe, kwantumbestendige algoritmen, een terrein dat nauw verwant is aan cryptografische inventarisatie.
Hoe ver is de techniek?
CBOM bevindt zich nog in een vroege fase. De standaard is pas enkele jaren oud, en de meeste organisaties werken vandaag nog met handmatige of half-automatische inventarisaties, vaak beperkt tot de bekendste systemen. Volledig automatisch alle cryptografie in een grote, jarenlang gegroeide IT-omgeving opsporen blijkt lastig: scantools herkennen goed bekende patronen in broncode, maar missen sneller aangepaste implementaties, cryptografie die verstopt zit in gecompileerde binaire bestanden, of sleutels die in hardware zoals smartcards en HSM's zijn ingebakken.
Er is wel duidelijke vooruitgang op het gebied waarnaar CBOM's uiteindelijk moeten migreren: in augustus 2024 maakte het Amerikaanse standaardiseringsinstituut NIST de eerste definitieve post-quantumcryptografie-standaarden bekend — FIPS 203 (ML-KEM, voor sleuteluitwisseling), FIPS 204 (ML-DSA, voor digitale handtekeningen) en FIPS 205 (SLH-DSA, eveneens voor handtekeningen). Daarmee bestaat er voor het eerst een concreet doel om naartoe te migreren, wat de CBOM-praktijk een duidelijker richting geeft: niet alleen inventariseren wat er is, maar ook markeren wat vervangen moet worden en door welk nieuw algoritme.
De grootste obstakels blijven schaal en volledigheid. Grote organisaties hebben vaak tienduizenden systemen, en een enkele gemiste HSM of verouderde bibliotheek kan een kritieke zwakke plek blijven. Bovendien bestaat er nog geen universeel gedwongen formaat: naast CycloneDX experimenteren ook andere partijen met eigen manieren om cryptografische gegevens vast te leggen, wat uitwisselbaarheid tussen organisaties en toezichthouders bemoeilijkt. Onafhankelijke, grootschalige metingen van hoeveel bedrijven daadwerkelijk een werkende CBOM-praktijk hebben, zijn schaars; het beeld dat sectorpartijen en overheden geven, is dat de meerderheid van organisaties nog aan het begin van dit traject staat.
Wie werken eraan?
IBM Research speelde een leidende rol bij het formuleren van het CBOM-concept en levert eigen scantools. De OWASP Foundation beheert via het CycloneDX-project de belangrijkste open standaard waarin CBOM-gegevens worden vastgelegd. De Linux Foundation faciliteert met de Post-Quantum Cryptography Alliance een breder samenwerkingsverband van bedrijven als onder meer AWS, Cisco, Nvidia en IBM, gericht op gereedschap voor de bredere post-quantumovergang.
Op overheidsniveau trekt het Amerikaanse NIST de kar met de standaardisatie van post-quantumalgoritmen, aangevuld met verplichtingen vanuit het Witte Huis voor federale inventarisatie. In Europa publiceert het Europees Agentschap voor Cyberbeveiliging (ENISA) richtlijnen over de overgang naar post-quantumcryptografie, en stellen de Cyber Resilience Act en NIS2-richtlijn eisen die indirect om cryptografische inventarisatie vragen. In Nederland volgt het Nationaal Bureau Verbindingsbeveiliging (NBV, onderdeel van de AIVD) deze ontwikkelingen en publiceert het adviezen aan Nederlandse organisaties over voorbereiding op post-quantumcryptografie. Daarnaast zijn commerciële spelers als SandboxAQ, Cryptosense, Utimaco en Keyfactor actief met producten die cryptografische inventarisatie en migratie ondersteunen.