“Ik ben zowel ontwerper als hacker”

FWO’er Jan-Pieter D’Anvers (KU Leuven) heeft de Nokia Bell Scientific Award 2022 gewonnen. Die award bekroont de beste en meest originele doctoraatsthesis in het domein van informatie- en communicatietechnologie. We vroegen hem uit over encrypties, algoritmes en kwantumcomputers.

Dag Jan-Pieter, allereerst proficiat met de Nokia Bell Scientific Award. Wat betekent het voor jou om deze award te winnen? 

“Het is een hele eer en een mooie erkenning voor mijn werk. Ik ga uiteraard niet alleen met de eer lopen: alles wat ik gedaan heb en onderzocht heb, deed ik samen met een heel team. Ik heb met tal van collega’s samengewerkt, zelfs met mensen uit andere landen. Het is dankzij die samenwerkingen dat ik deze award nu win.” 

Ben je voor je onderzoek vaak naar het buitenland gereisd? 

“Ja, ik heb een maand in China gewerkt, op de Tsinghua-universiteit in Beijing. Daarnaast heb ik de kans gehad om veel conferenties bij te wonen, en ook interessante workshops. Tijdens zo’n workshop zit je een week samen met mensen van over heel de wereld om te brainstormen. Sommige van de nieuwe ideeën in mijn doctoraatsonderzoek zijn tijdens zo'n workshop ontstaan.” 

Beeld je even in dat je voor een klas in het lager onderwijs staat. Hoe zou je uitleggen waar je onderzoek over gaat? 

“We gebruiken allemaal dagelijks onze smartphone, surfen op het internet en voeren online betalingen uit met onze bankkaart. We staan er niet bij stil dat we op die momenten, wanneer we digitaal actief zijn, digitale beveiliging gebruiken. ‘Encryptie’ heet dat. Momenteel is dat een veilig systeem, maar vanaf het moment dat de kwantumcomputers – zeer geavanceerde computers – hun intrede doen, zal die beveiliging niet meer volstaan. Dan hebben we een groot probleem, want dan zijn je bankkaart, je smartphone, je computer … niet meer veilig. Je WhatsApp-gesprekken zouden niet meer geheim zijn, gegevens van bedrijven zouden niet meer beschermd zijn, noem maar op.” 

“Gelukkig werkt een wereldwijde community van onderzoekers aan nieuwe algoritmes die veilig zijn tegen kwantumcomputers. En dat is ook wat ik tijdens mijn doctoraat heb gedaan. Een van onze nieuwe algoritmes is zelfs in de finale geraakt van een internationale standaardisatiewedstrijd. Als we binnen tien jaar effectief kwantumcomputers hebben, zullen we dankzij mijn onderzoek nog altijd veilig kunnen communiceren op het internet.”

Zijn encrypties iets van deze tijd? 

“Nee, zelfs de romeinen gebruikten al encrypties. Zij encrypteerden bepaalde boodschappen en data met geheime codes. Die codes zijn op een bepaald moment gebroken geweest, waarna er weer nieuwe codes bedacht werden, die op hun beurt gebroken werden. Een heel bekende code is de Enigmacode, die het Duitse leger gebruikte tijdens de Tweede Wereldoorlog. Die werd intussen ook gebroken.”

“Er is een constante wedloop tussen het ontwikkelen van nieuwe algoritmes en mensen die ze proberen te breken. En in mijn onderzoek probeer ik samen met mijn team zowel goede nieuwe algoritmes te ontwikkelen, als ze te breken om te zien hoe veilig ze zijn. Wij zijn zowel ontwerpers als hackers.” 

Jullie zorgen er dus voor dat onze wachtwoorden niet gekraakt worden? 

“Wij staan in voor de veilige bouwblokken achter je wachtwoord. Als je een goed wachtwoord hebt, dan zorgen wij ervoor dat dat al je communicatie geheim blijft. Het is wel aan jou om een goed wachtwoord te kiezen en dat niet door te vertellen aan andere mensen of te gebruiken om op verschillende sites in te loggen.” 

Je zei eerder dat je veel samenwerkt met onderzoekers uit andere landen. Welke voordelen heeft dat? 

“Dankzij onze internationale samenwerkingen, maar ook omdat we onafhankelijk werken, hebben we meer zekerheid dat er via bepaalde landen of inlichtingendiensten geen zwakheden in de algoritmes kunnen worden ingebouwd. Daarom is openbaar onderzoek via de universiteiten belangrijk. Op die manier kan iedereen meedenken en meekijken. En wordt het moeilijker voor mensen met slechte bedoelingen om codes te ondermijnen en zwakheden in te brengen, die zij later zouden kunnen gebruiken. Als we een code ontwikkelen, zetten we ze online en moedigen we andere mensen aan om de code te bekijken en te proberen breken om er zeker van te zijn dat ze veilig is.”

Je kreeg deze prijs voor je doctoraatsthesis. Bouwt je huidige onderzoek hierop verder? 

“Ja, mijn onderzoek is mee geëvolueerd. Op dit moment bekijk ik met mijn team hoe we onze nieuwe algoritmes veilig kunnen gebruiken op allerhande toestellen: computers, smartphones en zelfs bankkaarten. Een van de problemen met een bankkaart is dat je ze op zak hebt en dat eender wie ze kan stelen. Hij of zij heeft dan de chip in handen en kan met bepaalde trucjes – lasers, elektromagnetische straling … – het algoritme breken. We onderzoeken nu hoe we dat kunnen voorkomen.”

Wat zijn je toekomstplannen? 

“We zijn nu een nieuwe techniek aan het ontwikkelen waarmee we rekenen op geëncrypteerde data. Die techniek is bijvoorbeeld nuttig voor ziekenhuizen, die DNA-data van patiënten hebben. Dat is een schat aan informatie, die je bijvoorbeeld kan gebruiken om medicijnen te ontwikkelen. Maar die data is niet zomaar beschikbaar door de privacywetgeving. Wat wij kunnen doen, is de DNA-data versleutelen en verzamelen in een cloud. Dankzij die techniek blijven de gegevens van de patiënten volledig geheim en vermijden we dat de verkregen informatie naar een bepaalde persoon te herleiden is. Maar tegelijk kunnen we de data wel gebruiken om er medische inzichten uit te halen.”

Wie zijn jouw iconen of helden? 

“Zonder twijfel mijn leerkrachten. Ik heb heel goede leerkrachten en proffen gehad die mij gemotiveerd hebben om meer te doen. Die mensen waren mijn grootste inspiratiebronnen. Zonder hun steun, stond ik niet waar ik nu sta.”

Als je geen onderzoek deed in dit domein, welk soort onderzoek of domein had je dan misschien gekozen?

“Moeilijke vraag. Ik denk dat alles interessant kan zijn, zolang je maar gepassioneerd bent en er meer over wil leren. Het is superfijn om je vast te bijten in een onderwerp en te kijken naar de uitdagingen in dat vakgebied. Bij onderzoek is vaak het eerste stadium, de leerfase, het moeilijkste. Daarna worden de dingen pas echt interessant.”