Hvad tænker du, hvis jeg siger “cybersikkerhed”? Du vil måske umiddelbart tænke på hackere. Og deraf følger intuitivt, at forskning i cybersikkerhed må gå ud på, hvordan vi som individer og samfund beskytter os mod “onde” mennesker (eller måske stater), der vil bryde ind i vores computersystemer for at stjæle følsomme data eller overtage kontrollen med computeren. Når Ivan Damgaard på Computer Science i Aarhus tænker på cybersikkerhed, tænker han egentlig ikke så meget på hackere. For ham handler cybersikkerhed om noget mere grundlæggende – nemlig om den sikkerhed, der er nødvendig for, at vi kan have et internet og et digitalt samfund. For langt, langt de fleste af dem, vi skal “beskytte” os mod, er nemlig ikke hackere, men venner og bekendte, bankfolk, internetbutikker, forretningsforbindelser, ansatte i den offentlige forvaltning mv. – ja simpelthen “alle de andre”, som vi ikke har lyst til at dele alle vores hemmeligheder med.

»Set i det helt store historiske perspektiv var kryptering oprindelig noget, der primært havde med militæret at gøre. Her var der en fjende, man ikke måtte afsløre hemmeligheder for, og dem, man kommunikerede med, var ens eget “hold”, som man stolede på. I dag er verden meget mere kompliceret. Her kommunikerer vi på et internet, hvor alle i princippet kan læse med, hvis ikke vores data er krypterede. Og dem, vi kommunikerer med, deler vi ikke nødvendigvis interesser med. Derfor må vi sikre os, at vi altid kun giver modtagerne netop de informationer, vi ønsker at give dem«, forklarer Ivan Damgaard.

Cybersikkerhed handler om mange ting

Ivan Damgaard er professor i datalogi ved Aarhus Universitet, og han har siden 1980’erne forsket i kryptologi og datasikkerhed og den matematik, der ligger bag. Han er derfor en oplagt guide til at tage os med ind i det maskinrum, hvor fundamentet til nutidens og fremtidens teknikker til at håndtere cybersikkerhed bliver støbt.

Ivan Damgaards hjemmebane indenfor det brogede felt, vi overordnet kalder cybersikkerhed, er kryptologien. Det kan kort defineres som videnskaben om at hemmeligholde og autentificere information. Og det foregår grundlæggende ved at kode information ved hjælp af matematiske procedurer. Det sikrer, at kun den rigtige modtager kan læse informationen, og at ingen kan manipulere med den uden at blive opdaget. Kryptologi udgør derfor en hjørnesten i alt, hvad der har med cybersikkerhed at gøre.

Men cybersikkerhed handler ikke kun om kryptologi.

»Der er for eksempel også en meget praktisk orienteret del af feltet, der handler om, hvordan man sætter systemer op, så de er sikre mod indbrud. Men også sikre mod, at brugerne af et system, der burde være sikkert, tager forkerte beslutninger. Det, vi kalder “human-computer-interaction”, forbinder vi normalt ikke med cybersikkerhed, men det bør vi gøre, for mennesker er ofte det svage led i kæden«, fortæller Ivan Damgaard.

Han illustrerer den pointe med, at da vi gik over til MitID i stedet for NemID, skete der et skift i, hvordan folk prøvede at svindle.

»Man gik over til at forsøge at snyde mennesker til at overføre penge. Simpelthen fordi MitID er svært at bryde. Hvis det nemmeste er at snyde mennesket – så er det det, man går efter«, siger Ivan Damgaard.

Er computeren sårbar, når den regner?

Hvis vi vender os mod Ivans eget felt, kryptologien, er det efter hans egne ord der, “hvor man laver værktøjerne”. Behovet for kryptering er som nævnt blevet så stort, fordi internettet fungerer, som det gør. Nettet består af en hulens masse computere, og de folk, der sidder bag dem, er alle mulige mennesker med mere eller mindre rent mel i posen. Hvis vi bare sendte vores data ud på nettet, uden at gøre noget ved dem, ville alle kunne se dem – og manipulere med dem.

»Man kan sige, at det, vi laver, er noget, som i første omgang skal lukke alle de store huller – altså så man ikke bare kan sidde derhjemme og høste alle mulige data«, siger Ivan Damgaard. »Den næste bekymring er så hackere. Og hackere findes jo kun fordi,  der “nedenunder” nettet findes en hel masse kryptering, der får det til at fungere.«

Som eksempel på, hvad kryptologiske værktøjer skal kunne, nævner Ivan Damgaard, at data også skal være sikre, mens man regner på dem.

»De fleste vil nok tænke, at når en computer regner på nogle data, må disse data også være tilgængelige i computeren, mens den regner. Og så må man jo kunne få fat i de data, hvis man bryder ind i computeren, mens den regner på data. Men det kan vi godt sikre os imod« siger Ivan Damgaard.

Umiddelbart er der to forskellige metoder, man kan anvende. Den ene er, at computeren slet ikke “pakker data ud”, når den regner på dem. Man regner altså på krypterede data, og man får dermed også et krypteret resultat, som først åbnes senere. Hvis nogen bryder ind og stjæler data i processen, vil de altså stadig være krypterede. Ivan Damgaard sammenligner metoden med en lukket kasse, hvor man gennem nogle handsker i kassen kan stikke hænderne ind og gøre forskellige ting ved det, der er i kassen – for eksempel trykke på nogle knapper inde i kassen – men selve genstanden i kassen kan man ikke se. 

Den anden metode kan illustreres med et eksempel. Hvis et flyselskab gerne vil vide, om der findes personer på deres passagerlister, der er terrormistænkte, vil efterretningstjenesten jo ligge inde med en liste over personer, der netop er terrormistænkte. Men hverken flyselskabet eller efterretningstjenesten vil bare udlevere deres respektive lister til den anden part. Så der er brug for en metode, der kan lave en fælles udregning på de samlede data, der kan fortælle, om der er en eller flere personer, der står på begge lister. Uden at afsløre andet end det. Princippet bag, at en beregning kan udføres på flere computere, som hver især kun har adgang til en delmængde af data – kaldet multiparty computation – udviklede Ivan Damgaard og hans kolleger allerede tilbage i 1980’erne.

»Dengang var det ren grundforskning,« siger Ivan Damgaard. »Vi var bare nysgerrige på, om det overhovedet kunne lade sig gøre. Ingen troede dengang på, at det ville komme ud og blive anvendt i praksis. Det var alt for langsomt og teoretisk. Men i 2008 var vi faktisk med til at udvikle verdens første løsning, hvor metoden blev brugt i praksis – nemlig til at handle sukkerroe-kontrakter i Danmark.« (se faktaboks).

I dag er værktøjer til multiparty computation vidt udbredte. For eksempel har Google en tjeneste, hvor de samler data ind fra mistænkelige steder, hvor huggede passwords er til salg på nettet. Google har derfor en stor database med lækkede passwords og en tjeneste, hvor man selv kan tjekke, om nogle af ens passwords findes på den liste. Vel at mærke uden at du skal sende alle dine passwords til Google.

»Teknikken har selvfølgelig en pris: Sådanne beregninger kan ikke foregå lige så hurtigt, som hvis alle data var samlet i én computer. Det betyder i praksis, at vi ikke kan regne på “big data” på denne måde – men mellemstørrelse kan vi,« siger Ivan Damgaard.

Der foregår derfor også stadig udvikling indenfor feltet, der går ud på at kunne udføre den type beregninger hurtigere og mere effektivt. 

Et af de store områder indenfor forskningen i cybersikkerhed handler om den potentielle trussel fra kvantecomputere. Kryptering er traditionelt bygget på en type matematisk bevis, som er meget vanskelig for en almindelig computer at løse, nemlig såkaldt faktorisering. Det tager udgangspunkt i, at det er meget vanskeligt at regne ud, hvilke to primtal, der ganget med hinanden giver et bestemt tal – for eksempel at tallet 8051 fremkommer ved at gange 83 med 97 (til gengæld er det meget nemt at kontrollere, at 83 ganget med 97 netop giver 8051). Jo større tal, jo sværere er det. 

Problemet er nu, at en kvantecomputer i princippet er rigtig god til at regne lige præcis den type matematiske problemer ud. Hvis det lykkes at udvikle kraftfulde kvantecomputere, vil utallige systemer verden over derfor være i fare for at blive hacket.

For at imødegå denne trussel, bliver vi derfor nødt til at bygge kryptering på beregningsproblemer, der er vanskelige at løse for en kvantecomputer — og som kan køre på helt almindelige computere. Sådanne krypteringsteknikker findes allerede.

»I princippet er denne overgang til “post quantum computing” en 1:1-udskiftning«, siger Ivan Damgaard. »I forskningsmiljøet er der allerede udviklet flere sæt af værktøjer, som er på vej ud i praktisk brug. For eksempel har et team i min egen forskningsgruppe foreslået en ny kvantesikker digital signatur, der lige nu evalueres af den amerikanske standardiseringsmyndighed NIST. Får den grønt lys dér, ender den næsten med garanti som industristandard — og dermed i alt fra offentlige systemer til private virksomheder verden over.«