De Universiteit Twente werkt aan en systeem op basis van kwantumfysica creditcards, maar ook identiteitsbewijzen en sloten van bijvoorbeeld auto’s onmogelijk te kraken moet maken.

Er is continue een strijd gaande tussen beveiligingsprofessionals en criminelen. Onderzoekers van het MESA+-instituut van de Universiteit Twente en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) hebben nu de Quantum-Secure Authentication (QSA) methode ontwikkeld waarmee sleutels uitgelezen kunnen worden die onmogelijk nagemaakt kunnen worden.

Daarmee zou bijvoorbeeld een creditcard onkraakbaar kunnen worden. Het werkt als volgt: Het pasje wordt bedekt met een flinterdun laagje droge witte verf waarin miljoenen nanodeeltjes zitten. Wanneer ze een lichtdeeltje in dat laagje verf sturen, stuitert het tussen die nanodeeltjes heen en weer, totdat het ontsnapt. Een bank kan een ingewikkeld en voor elke transactie uniek patroon van lichtdeeltjes de verf in sturen, dit is de vraag. Vervolgens kun je aan het oppervlak een nieuw, uniek patroon van ontsnappende lichtdeeltjes detecteren en dat is dan het antwoord op de vraag. Alleen als het stipjespatroon klopt, wordt het pasje goedgekeurd.

Als de bank normaal licht zou gebruiken met veel meer fotonen dan lichtstipjes kan een kwaadwillend persoon het ingaande stipjespatroon opmeten en het juiste stipjespatroon terugsturen. Maar de onderzoekers gaan nog een stap verder. Door kwantumfysica kan het lichtdeeltje zich op meerdere plaatsen tegelijkertijd bevinden. Dankzij dit gegeven is het mogelijk een patroon de verf in te sturen dat minder fotonen heeft dan lichtstipjes. Doordat er te weinig fotonen zijn, kan de kwaadwillende persoon het patroon niet opmeten en weet hij de vraag die de bank stelt, niet en kan hij dus ook geen antwoord geven.

Het onderzoek is uitgevoerd door Bas Goorden, Marcel Horstmann, Allard Mosk en Pepijn Pinkse van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie in de vakgroep Complex Photonic Systems van de Universiteit Twente in samenwerking met Boris Škorić van de Technische Universiteit Eindhoven. Het onderzoek is financieel mede mogelijk gemaakt door de Stichting FOM, Technologiestichting STW, de Europese Unie en NWO.

Het nieuwe QSA is een veelbelovende methode die gebruikt kan worden voor veel verschillende beveiligingssystemen. Het mooie van onze methode is dat er geen geheimen nodig zijn, die kunnen dus ook niet ontfutseld worden. Ook is de gebruikte technologie al beschikbaar en bijzonder goedkoop. Het laagje verf is eenvoudig aan te brengen en de uitleesapparatuur bestaat uit een simpele laser, een eenvoudige beeldsensor en een chip zoals die in iedere moderne beamer zit.