Geheimen delen met partners die je niet vertrouwt

Als het gaat over cryptografie, heeft iedereen daar wel een idee bij: je stuurt iemand een bericht in geheimschrift, en alleen als die ander de juiste sleutel heeft, kan hij of zij dit bericht ontcijferen. Meestal zijn beide partijen trouwens computers, want vrijwel alle beveiligde informatie wordt tegenwoordig via internet verstuurd en volautomatisch versleuteld en ontcijferd.

Het beveiligen van deze een-op-een contacten is een kwestie van unilateral security, maar er bestaat ook multilateral security. Dit gaat over het delen en bewerken van vertrouwelijke informatie door meerdere partijen. Uit die bewerking komt een resultaat dat voor elke partij beschikbaar is, zonder dat die toegang krijgt tot de gevoelige informatie die andere partijen hebben ingebracht.

Veilige veilingen

Een concreet voorbeeld is een veiling, waar meerdere partijen biedingen doen. Als één partij eerst het bod van alle anderen kan zien voordat hij zijn eigen bod uitbrengt, levert hem dat een oneerlijk voordeel op. De klassieke oplossing is, dat een centrale autoriteit (de notaris) alle biedingen verzamelt en dan pas de enveloppen open maakt.

Maar in de echte wereld, waar flitsveilingen van zeer complexe producten plaatsvinden (aandelenpakketten, contracten), is er vaak geen ‘notaris’ die door alle partijen vertrouwd wordt. Wie garandeert, dat de notaris niet via een stroman zelf mee gaat bieden? Bovendien kan zo’n notaris niet weten, of sommige partijen samenspannen om gezamenlijk de overige bieders beentje te lichten.

Met deze ERC Grant van de Europese Unie kan Cramer de komende vijf jaar zijn Cryptology Research Group aan deze problemen laten werken, vooral door meer onderzoekers aan te stellen. Het geld wordt trouwens ook ingezet voor onderzoekers in de andere tak van zijn onderzoek, unilateral security. Cramer: “Het is niet verboden om van dat geld hardware te kopen, maar wij hebben geen grote computers nodig.”

Zulke methodes om veilig geheimen te delen en te bewerken worden al enkele jaren gebruikt in Denemarken, waar jaarlijks een veiling plaatsvindt van productierechten voor suikerbieten. Dat gaat via een centrale, Danisco. Boeren willen alleen niet dat Danisco gedetailleerde informatie krijgt over het wel en wee van individuele bedrijven, omdat die ook partij is in het opkopen van de geproduceerde suikerbieten.

Meer toepassingen

Cramer is in gesprek met Philips en TNO over het ontwikkelen van secure multiparty computation voor de gezondheidszorg. Zo zou het grote voordelen op kunnen leveren, als de resultaten van fase IV klinische trials (tests met nieuwe medicijnen of behandelingen bij patiënten) door verschillende partijen gedeeld konden worden, met bescherming van de privacy en de belangen van alle betrokken partijen. Zulke trials leveren enorm veel medische informatie op, waar vaak meer uit te halen zal zijn dan of dit ene geneesmiddel werkte. CWI, Philips, TNO en het Institute for Advanced Study aan de UvA hebben nu een gezamenlijk pilot-project, dat de technische haalbaarheid van dat soort systemen verkent.

Een heel andere mogelijkheid die Cramers groep verder wil uitwerken, is het bouwen van virtuele machines die beter bestand zijn tegen hacken. Je simuleert dan één virtuele computer op meerdere fysieke computers, die gevoelige informatie (zoals het besturingssysteem) op een zodanige manier met elkaar delen, dat een hacker niet één, maar een flink deel van die computers moet hacken om de virtuele computer in zijn macht te krijgen. Maar zeker voor deze toepassing zullen de protocollen eerst een stuk efficiënter moeten worden.

Primitieven

Een gesprek over databeveiliging kan natuurlijk nooit om de NSA heen, de Amerikaanse geheime dienst die het hele internetverkeer zou opslaan en alle geheimschriften zou kunnen kraken. Dat is niet zo, maar veel leken geloven dat. Maar ook deskundigen speculeren soms over wat grote geheime diensten als de NSA kunnen. Niemand weet immers welke genieën daar werken, en welke astronomische computerkracht die tot hun beschikking hebben? Cramer is zeer sceptisch over zulke speculaties: “De beste cryptografen en computerwetenschappers zitten aan de universiteiten.”