Quantum-Safe Cryptographer

En quantum-safe cryptographer sørger for, at en organisations kryptering stadig holder, når kvantecomputere bliver stærke nok. Det meste af arbejdet er ikke matematik. Det er kortlægning, planlægning og udskiftning i systemer, ingen tør røre ved.

Truslen kaldes "harvest now, decrypt later". En angriber stjæler krypteret data i dag og gemmer det. Når kvantecomputeren kommer, kan det læses. Derfor haster det mest for data med lang levetid. Det gælder patientjournaler, kontrakter, forsikringssager og klassificeret materiale. Center for Cybersikkerhed beskriver samme logik i sin temaartikel om overgangen til kvantesikker kryptografi.

Typiske opgaver

• Kortlægge al kryptografi i systemer, netværk og indkøbt software — et kryptografisk inventar, ofte leveret som CBOM (cryptographic bill of materials)
• Prioritere systemer efter, hvor mange år data skal forblive hemmelige
• Vælge algoritmer efter NIST's standarder: ML-KEM til nøgleudveksling, ML-DSA og SLH-DSA til digitale signaturer
• Rulle hybrid TLS ud, hvor klassisk og kvantesikker nøgleudveksling kører side om side
• Opgradere PKI: nye certifikatkæder, kortere certifikatlevetider, HSM'er med firmware der kan de nye algoritmer
• Måle ydelse, fordi nøgler og signaturer fylder langt mere end RSA og elliptiske kurver
• Skrive krav om kryptoagilitet ind i udbud, RFP'er og leverandørkontrakter
• Gennemgå kode for sidekanaler og for implementeringer, der ikke kører i konstant tid
• Oversætte det hele til en migrationsplan, ledelsen kan sige ja til

En almindelig arbejdsdag
Dagen starter tit i et regneark. Scanneren har fundet 400 certifikater med RSA-2048, og halvdelen hører til systemer, ingen ejer længere. Så et møde med betalingsteamet: kan deres HSM overhovedet signere med ML-DSA, eller skal den udskiftes? Efter frokost et opkald med en leverandør, der skriver "PQC-ready" i sit datablad, men ikke kan sige hvilken FIPS-standard de følger. Sidst på dagen et notat til CISO'en om, hvad der skal med i næste års budget.

Meget af jobbet er at stille kedelige spørgsmål til folk, der helst vil videre.

Tre forskellige udgaver af rollen

• Algoritme- og forskningsrollen. Design og kryptoanalyse af selve algoritmerne. Kræver ph.d. Der er få af dem i Danmark, mest på universiteterne.
• Implementeringsrollen. Bygge og hærde kryptobiblioteker, indlejrede enheder, smartcards og hardware. Tung i C, Rust og assembler.
• Migrations- og rådgivningsrollen. Kortlægning, arkitektur, leverandørstyring og compliance. Det er her de fleste danske stillinger findes.

Hvem ansætter i Danmark
Banker, betalingsinfrastruktur og pensionsselskaber er længst fremme, fordi DORA-forordningen presser dem. Dertil kommer teleselskaber, energiselskaber, forsvarsindustri, sundhedsdata og producenter af indlejret elektronik med 15-20 års levetid. På leverandørsiden findes fx Cryptomathic, som laver kryptosoftware til banker, og rådgivningshusene. Forskningsmiljøerne sidder blandt andet på DTU, Aarhus Universitet og Alexandra Instituttet. Center for Cybersikkerhed har et sekretariat for kvantesikker kryptografi, som vejleder kritisk infrastruktur.

Hvilken lovgivning dækker denne rolle?
Faget kræver ingen autorisation i Danmark. Men det findes, fordi konkrete regler kræver det. EU's NIS2-direktiv og den danske NIS2-lov stiller krav om politikker for kryptografi og om sikkerhed på højde med det aktuelle tekniske niveau. For den finansielle sektor gælder EU's DORA-forordning tilsvarende. EU-Kommissionen udsendte i april 2024 en henstilling om koordineret overgang til post-kvantekryptografi, og NIS-samarbejdsgruppen fulgte op med en fælles køreplan: nationale planer ved udgangen af 2026, kritiske systemer omlagt ved udgangen af 2030 og resten så vidt muligt i 2035. Databeskyttelsesforordningen (GDPR) kræver desuden kryptering, der matcher risikoen, og EU's forordning om cyberrobusthed (Cyber Resilience Act) rammer producenter af digitale produkter.

Der er ingen dansk uddannelse, der hedder quantum-safe cryptographer. Man kommer ind ad to døre: den matematiske eller den systemtekniske.

Den akademiske vej

• Gymnasial eksamen med Matematik A. Fysik B og Engelsk B kræves ofte oveni.
• Bachelor i datalogi, matematik, softwareteknologi eller ingeniørvidenskab. Tre år.
• Kandidat med kryptografi, sikkerhed eller diskret matematik som speciale. To år.
• DTU, Aarhus Universitet, Københavns Universitet, Aalborg Universitet og Syddansk Universitet udbyder relevante forløb. Aarhus Universitet har en internationalt anerkendt kryptografigruppe, og Syddansk Universitet har en quantum hub med fokus på post-kvantekryptografi.

Samlet fem år. Vil du designe eller bryde algoritmer, skal du videre på en ph.d. Det er yderligere tre år. Til migrationsarbejde er en ph.d. ikke nødvendig, og mange arbejdsgivere efterspørger den ikke.

Vejen ind fra it-sikkerhed
Den mest almindelige vej i dag går gennem noget andet. Folk kommer fra PKI-drift, certifikatstyring, identitet, netværkssikkerhed eller applikationssikkerhed. Har du stået med en certifikatudløbsplan eller en HSM-nøglehåndtering, kender du allerede halvdelen af opgaven. Resten er nye algoritmer og en ny tidsplan.

Det er en reel vej ind. Arbejdsgiverne mangler folk, der kan finde kryptografien i et rodet systemlandskab. Det er sjældnere, de mangler en, der kan bevise en sikkerhedsreduktion.

Vejen ind fra udvikling
Er du stærk i C eller Rust og kan læse en specifikation, kan du gå implementeringsvejen. Start med at bygge noget mod liboqs eller OpenSSL og få det til at virke i en rigtig protokol. Constant-time-programmering og forståelse af sidekanaler er det, der adskiller en kryptoudvikler fra en almindelig udvikler.

Hvad man kan læse og tage af kurser

• NIST's standarder FIPS 203, 204 og 205 er den primære kilde og er frit tilgængelige
• Center for Cybersikkerheds materiale om kvantesikker kryptografi giver den danske ramme
• ENISA og ETSI udgiver tekniske rapporter om migration
• Bogen "A Graduate Course in Applied Cryptography" af Boneh og Shoup bruges bredt som grundbog
• CryptoHack og Cryptopals træner det praktiske håndelag
• Teknologisk Institut udbyder korte danske introduktionskurser til området

Om certificeringer
Der findes ingen certificering i post-kvantekryptografi, som branchen er enig om. CISSP og lignende bredere sikkerhedscertificeringer bliver ofte efterspurgt i danske jobopslag, men de dækker ikke faget. Lad være med at betale for et "quantum-certifikat" fra en udbyder, ingen har hørt om.

Ærligt om adgangen
Skifter du karriere uden hverken matematisk baggrund eller solid systemerfaring, er det svært. Faget er lille og forventer, at du kan læse en RFC uden hjælp. Til gengæld er migrationsarbejdet i vækst, og der er brug for langt flere hænder til det end til algoritmedesign. Engelsk er arbejdssproget i alt standardarbejde.

Algoritmer og standarder
ML-KEM (FIPS 203) til nøgleudveksling. ML-DSA (FIPS 204) og SLH-DSA (FIPS 205) til signaturer. HQC er udvalgt af NIST som alternativ nøgleudvekslingsalgoritme med et andet matematisk grundlag. I praksis køres ofte hybrid, hvor en klassisk og en kvantesikker algoritme kombineres i samme håndtryk.

Biblioteker og sprog
liboqs fra Open Quantum Safe-projektet, OpenSSL, Bouncy Castle, PQClean og wolfSSL. Sprogene er typisk C, Rust, Go og Python. SageMath bruges til analyse og eksperimenter. Til embedded-arbejde kommer assembler og constant-time-teknikker ind.

PKI og nøglehåndtering
Certifikatplatforme som EJBCA, Keyfactor, Venafi og Microsoft AD CS. HSM'er fra Thales, Utimaco og Entrust — her er det centrale spørgsmål altid, hvilken firmwareversion der understøtter de nye algoritmer. I skyen: AWS KMS, Azure Key Vault og Google Cloud KMS.

Kortlægning og test
Værktøjer til kryptografisk opdagelse i kode, trafik og certifikatlagre. testssl.sh, sslyze, nmap og Wireshark til at se, hvad der faktisk forhandles på tråden. CBOM i CycloneDX-formatet bruges til at dokumentere fundene. Known-answer tests og NIST's valideringsprogram bruges til at bevise, at en implementering er korrekt.

Sidekanalarbejde
Oscilloskop og ChipWhisperer til effekt- og timinganalyse. Værktøjer som ctgrind til at fange kode, der forgrener sig på hemmelige data. Relevant især for smartcards, målere og andet indlejret udstyr.

Dokumenter man læser hver uge
NIST's FIPS-publikationer, IETF's RFC'er og drafts om TLS og certifikater, ETSI's rapporter om kvantesikker kryptografi og vejledninger fra ENISA og Center for Cybersikkerhed.