Veni-subsidie voor nieuwe toepassingen in kwantumcryptografie

Date: Dec 16, 2010

Aan Christian Schaffner van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in Amsterdam is door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) een Veni-subsidie toegekend. Hij krijgt deze subsidie voor zijn projectvoorstel ‘Quantum Cryptography Beyond Key Distribution’, dat gaat over nieuwe toepassingen van beveiliging met technieken uit de quantum computing (kwantumcryptografie). Informatie is heel moeilijk op te slaan in kwantumdeeltjes, zoals fotonen. Schaffner onderzoekt of hij deze technische moeilijkheid juist als voordeel kan inzetten bij de ontwikkeling van bewijsbaar veilige systemen. Hij bestudeert onder andere communicatie en berekeningen tussen twee partijen die elkaar niet vertrouwen, zoals bij een fusie van bedrijven of bij elektronische veilingen. De resultaten kunnen onder andere toegepast worden op veilige identificatie en digitaal stemmen.

Bewezen veilig
Veel van de huidige cryptosystemen zijn gebaseerd op wiskundige aannames die nog onbewezen zijn. Een voorbeeld hiervan is de aanname dat het ontbinden van grote getallen in priemfactoren moeilijk is. Dit wordt onder andere gebruikt bij de bekende RSA-beveiliging voor internetgegevens. Als er een methode wordt ontdekt waarmee dit makkelijker gaat, zoals met een goed werkende kwantumcomputer, is ook de beveiliging veel makkelijker te ‘kraken’. Daartegenover staat dat kwantumcryptografie security kan bieden die alleen op fysieke aannames is gebaseerd, zoals de correctheid van kwantummechanica.

Tot nu toe was er nog geen kwantumcryptografische rekenmethode voor communicatie tussen twee partijen die elkaar niet vertrouwen, bijvoorbeeld bij fusiebesprekingen. Tot voor kort dacht men dat kwantumcryptografie hier geen voordeel had boven de klassieke methodes. De onderzoeker liet echter zien dat er toch meer mogelijk is, als alleen aangenomen wordt dat het zeer moeilijk is om langdurig kwantuminformatie op te slaan. In zijn Veni-project wil Schaffner de technische beperkingen van de kwantumcomputer op een realistische manier formaliseren. Uiteindelijk wil hij ofwel bewijzen dat het mogelijk is een grootschalige kwantumcomputer te bouwen, ofwel de redenen kennen waarom dat niet zo is en die inzetten voor cryptografische doeleinden. De hierbij ontwikkelde technieken kunnen in de toekomst ook worden ingezet om innovatieve, alternatieve oplossingen te vinden voor klassieke problemen. Het spectrum van kwantumcryptografische toepassingen wordt daarmee verbreed. Voor gebruikers is dat prettig; hoe meer beveiligingsmethodes er zijn, hoe beter de beveiliging.

Christian Schaffner (1978, Zwitserland) werkt als postdoc onderzoeker in de onderzoeksgroep Algorithms and Complexity van Harry Buhrman op het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI). Deze groep is wereldwijd toonaangevend op het gebied van kwantuminformatica. De Veni-subsidie is een prestigieuze subsidie voor jonge onderzoekers, waarmee ze drie jaar onderzoek kunnen doen. Het verkrijgen van deze subsidie betekent een belangrijke stap in een wetenschappelijke carrière.