ID.nl logo
Wat zijn fotonische chips?
© Reshift Digital
Huis

Wat zijn fotonische chips?

Decennialang werden computers sneller, omdat de componenten op de chips steeds kleiner werden. Maar nu de grenzen van het mogelijke in zicht komen, wenden chipontwerpers zich tot de fotonica. Deze technologie belooft niet alleen enorme energiebesparing, maar mogelijk ook werkelijk bruikbare kwantumcomputers. Wat zijn fotonische chips precies?

“Er bestaat geen reden waarom iedereen thuis een computer zou willen hebben.” Ken Olsen, medeoprichter van het computerbedrijf Digital Equipment Corporation, sprak deze woorden in 1977. En hij had gelijk, want destijds hadden de meeste mensen niets aan zo’n ding. Pas na zo’n vijftien jaar werden pc’s gemeengoed in huishoudens en wat later kwamen de mobiele telefoon en zijn opvolger de smartphone op. Op een enkele hoogbejaarde na heeft iedereen inmiddels altijd zo’n zakcomputer bij de hand. Vergeleken met de computers uit de jaren 70 zijn dat formidabele apparaten. Wanneer je toen voorspeld zou hebben dat iedereen met een snoerloos plankje zou kunnen filmen, navigeren, beeldbellen en betalen en dat we er in permanent contact met bekenden mee zouden staan, dan zou dat louter meewarige blikken hebben uitgelokt.

Kwantummechanische wetten

Een minicomputer die alles kan en waar je zelfs mondelinge vragen aan kunt stellen, moet wel een enorm geoptimaliseerd apparaat zijn. Dat is inderdaad het geval. Smartphones zouden niet mogelijk zijn zonder uiterst compacte componenten, waaronder vooral de microprocessor. De allereerste processor, de Intel 4004 uit 1971, telde 2300 transistors. Tegenwoordig is 15 miljard geen uitzondering. De kloksnelheid bedroeg 740 kilohertz, oftewel zo’n 4000 keer trager dan wat tegenwoordig de norm is. En met 10 micrometer waren de transistors op deze oerchip ook nog eens zo’n 1000 tot 2000 keer groter dan de 10- of 5-nanometer-componenten op de huidige chips.

Hoe fantastisch ook, dit feest kan volgens veel deskundigen niet eeuwig doorgaan. Chips zijn gemaakt van silicium. Een siliciumatoom heeft een doorsnee van ruwweg 0,2 nanometer. De grenzen van de miniaturisering zijn dus in zicht. Daar komt bij dat elektronen, die de dragers van informatie zijn in deze transistors, op deze schaal grillig gedrag vertonen. De kwantummechanische wetten die het gedrag van elementaire deeltjes beschrijven, staan toe dat elektronen zich plotseling op een andere plek bevinden of zelfs op twee plekken tegelijk. Uiteraard is dit niet best voor de stabiliteit van een chip.

©PXimport

System on a chip

Volgens pessimisten komt hiermee een einde aan de Wet van Moore, de vuistregel dat het aantal transistors op een chip pakweg elke twee jaar verdubbelt. Nieuwe processors, zo vrezen ze, zullen niet meer de spectaculaire prestatiesprongen laten zien waaraan we gewend en verslaafd zijn geraakt. Nu zijn ontwerpers van chips gelukkig niet voor één gat te vangen. Het succes van de smartphone is gebaseerd op de uitvinding van de ‘system on a chip’, oftewel SoC. Door de processor, de grafische processor, het werkgeheugen en andere vitale onderdelen op één chip samen te brengen, kan flink wat ruimte en energie worden bespaard. Een laag energieverbruik is essentieel in mobiele apparaten: de accu raakt minder snel leeg en er hoeft minder warmte te worden afgevoerd. Traditionele laptopprocessors, zoals die van Intel, worden bij intensieve taken zo heet dat de chip zelfs bij een loeiende ventilator zijn kloksnelheid moet terugschakelen. SoC’s, zoals de M1-chip in de nieuwste laptops van Apple, blijven dermate koel dat een ventilator meer luxe dan noodzaak is. De nieuwste MacBook Air bevat er dan ook geen.

De regel dat het aantal transistors elke twee jaar verdubbelt, gaat niet zo lang meer mee

-

Geen vreemde eend

Maar hoe slim ook ontworpen, ook SoC’s lopen tegen de grenzen van de miniaturisering aan. Daarom beginnen chipontwerpers aan het fundamentele karakter van de traditionele siliciumchip te morrelen. Zoals we al zagen, is een chip een apparaat waarin groepjes elektronen heen en weer geschoven worden. Dat zijn elementaire deeltjes met een massa en een elektrische lading. Ze zijn daardoor gemakkelijk te manipuleren. Maar wanneer ze bewegen, warmen ze hun omgeving op. Er bestaat ook een deeltje dat dit nadeel niet heeft: het foton. Dit deeltje, feitelijk het kwantum van het elektromagnetische veld, is bepaald geen vreemde bijt in de ICT-industrie. Het wordt al jaren gebruikt om data te verzenden door glasvezelkabels en ook LiDAR berust op het uitzenden en opvangen van fotonen. Maar zodra deze deeltjes in een computer aankomen, geven ze het estafettestokje door aan elektronen, zodat er bewerkingen op kunnen worden uitgevoerd. Het onderzoeksveld dat zich met deze wisselwerking tussen fotonen en elektronen bezig houdt, wordt fotonica genoemd.

©PXimport

Grofstoffelijk

Fotonen kunnen dus worden gebruikt om data te verzenden en de omgeving te scannen, maar vooralsnog niet om te rekenen. Dat is teleurstellend, want fotonische schakelingen zijn in theorie ontzettend snel en erg energiezuinig.

Martijn Heck is sinds 2020 hoogleraar fotonica aan de Technische Universiteit Eindhoven, na eerder werkzaam te zijn geweest aan de Universiteit van Aarhus in Denemarken, waar hij in 2013 de Photonic Integrated Circuits-groep oprichtte. Het probleem met fotonica, zo zegt hij, is dat het niet schaalt. Het is vooralsnog dus onmogelijk fotonische schakelingen te maken die even klein zijn als elektronische transistors. Alleen al om die reden zal fotonica niet de transistor vervangen, aldus Heck tijdens een videogesprek. “Fotonica is te grofstoffelijk.” De voordelen van fotonica blijken subtieler. Fotonica, zo verzekert Heck, is goed in lengte. In het verzenden van data over lange afstanden dus. Glasvezelverbindingen vormen het ultieme voorbeeld, maar met de hoge datasnelheden van en naar de huidige microprocessors zijn decimeters en centimeters eveneens niet te negeren afstanden. Fotonica is daarom de aangewezen technologie om in datacenters servers met elkaar te verbinden. Dit wordt al in praktijk gebracht. Energiebesparing is daartoe opnieuw de belangrijkste stimulans.

©PXimport

Multiplexen

De volgende stap is het verbinden van verschillende chips binnen één systeem. Het Californische bedrijf AyarLabs bijvoorbeeld beweert een technologie in huis te hebben waarmee over afstanden van enkele millimeters tot twee kilometer bandbreedtes kunnen worden behaald die duizend keer hoger liggen dan die van traditionele elektrische verbindingen, bij een tien keer zo laag energieverbruik.

Heck is ervan overtuigd dat in de toekomst de verschillende onderdelen van één en dezelfde chip met fotonica verbonden zullen worden. Dat is nu nog problematisch, omdat het om heel korte afstanden gaat, waarbij de omzetting van elektronisch naar fotonisch en terug een wissel trekt op het energieverbruik. Dat er niettemin toekomst in zit, komt door de hoge bandbreedtes die behaald kunnen worden door te multiplexen: verschillende golflengtes kunnen tegelijkertijd over hetzelfde kanaal worden verzonden. Want niet alleen bandbreedte, maar ook bandbreedtedichtheid kan in huidige chips problematisch zijn, aldus Heck. “Denk in termen van het aantal pinnetjes waarmee de chip op het moederbord vast zit. Dat is beperkt. Multiplexen is daarom een goede oplossing.” Voor dat dit allemaal goed mogelijk is, dienen er nog wel wat materiaaltechnische hindernissen overwonnen te worden. Op dit moment berust de hele halfgeleiderindustrie op silicium. Dat is helaas een materiaal dat niet geneigd is licht uit te zenden. Er wordt daarom volop geëxperimenteerd met andere materialen, zoals galliumarsenide en indiumfosfide, die wel in staat zijn binnen een chip fotonen te produceren. Maar de integratie van zulke materialen in bestaande productielijnen voor chips is niet triviaal.

Kwantumcomputers

Zodra deze problemen overwonnen zijn, voorziet Heck wel degelijk fotonische systemen die specifieke rekenkundige bewerkingen uit kunnen voeren. In theorie zijn optische computers megaparallel. Dat maakt ze geschikt voor specifieke toepassingen, zoals het doorzoeken van databases. Het Britse bedrijf Optalysys pioniert hierin. Het parallelle karakter van fotonica maakt het ook geschikt voor neuromorfische processors: chips die net als dierlijke hersenen signalen tegen elkaar afwegen. In moderne SoC’s zijn zulke modules soms al aanwezig ter ondersteuning van machine learning en AI. Heck stelt zich voor dat zulke modules in de toekomst fotonisch van aard zullen zijn. Ze zullen veel krachtiger zijn dan de huidige neuromorfische modules, vanwege het feit dat licht uitgesplitst kan worden in verschillende frequenties die parallel verwerkt kunnen worden.

Verrassend genoeg ontwaart Heck ook raakvlakken tussen fotonica en kwantumcomputing. Kwantumcomputers zijn apparaten die problemen oplossen door gebruik te maken van de meest fundamentele eigenschappen van de natuur, zoals die beschreven worden door de kwantummechanica. Volgens deze theorie, die de afgelopen honderd jaar aan alle kanten experimenteel bevestigd is, bevinden elementaire deeltjes zich van nature in een zogenaamde superpositie. Dit is een vrij complex natuurkundig concept, maar in een kwantumcomputer betekent het dat de basiseenheid van informatie geen bit is, maar een qubit. Waar een bit 0 of 1 is, is een qubit een superpositie van deze twee toestanden. Qubits kunnen bovendien met elkaar verstrengeld zijn, een mysterieuze toestand waar Einstein zelf nog zijn tanden op stuk heeft gebeten. Hoe dan ook, de theorie voorspelt dat kwantumcomputers in principe reusachtig krachtig zijn in, vooral, het ontrafelen van processen in de natuur. De verwachting is dat ze zullen leiden tot doorbraken in onder meer de materiaalkunde en de farmacie.

©PXimport

Wie zegt dat hij de kwantumfysica begrijpt, heeft er volgens Feynman niets van begrepen

-

Xanadu en PsiQuantum

De even beroemde als excentrieke natuurkundige Richard Feynman zei ooit dat wanneer iemand zegt de kwantumfysica te begrijpen, dat het bewijs vormt dat hij er niets van begrepen heeft. Onderzoekers die kwantumcomputers proberen te ontwerpen, tasten inderdaad voor een belangrijk deel in het duister. Het principe lijkt te werken, maar het blijkt uiterst moeilijk om het aantal qubits op te schalen tot het niveau waarop een apparaat werkelijk bruikbaar wordt. Elke toegevoegde qubit verdubbelt weliswaar de rekenkracht, maar dat lijkt ook te gelden voor de complexiteit van het systeem. IBM heeft niettemin simpele kwantumcomputers online staan waar geïnteresseerden nu al eenvoudige bewerkingen op uit kunnen voeren.

Fysieke qubits kunnen uit allerlei deeltjes (of grotere objecten) bestaan. Die dienen meestal wel tot bijna het absolute nulpunt afgekoeld te worden om te voorkomen dat omgevingsinvloeden de superpositie om zeep helpen. Fotonen daarentegen kunnen ook bij kamertemperatuur als qubits worden gebruikt. De Canadese start-up Xanadu presenteerde dit voorjaar ‘s werelds eerste fotonische kwantumchip. En deze zomer haalde het Californische bedrijf PsiQuantum 450 miljoen dollar op voor de ontwikkeling van de Q1: een op silicium gebaseerde fotonische kwantumcomputer met superieure foutcorrectie – een heet hangijzer in de wereld van de kwantumcomputing.

©PXimport

Wereldspelers à la ASML

Te midden van deze ontwikkeling rijst de vraag: in welke ontwikkelingsfase bevindt de fotonica zich als je het vergelijkt met de ontwikkeling van de micro-elektronica, als we de eerste Intel-chip uit 1971 als ijkpunt nemen? “In de buurt van 1980”, zegt Heck. Dat is een intrigerend antwoord. Dat betekent namelijk dat deze industrie een grote toekomst tegemoet gaat. Heck bevestigt dat hij exponentiële groei voor zich ziet.

Of jonge Nederlandse fotonicabedrijven zullen uitgroeien tot wereldspelers à la ASML, valt volgens Heck niet te zeggen. Dat hangt volgens hem ook sterk af van de manier waarop de huidige giganten, zoals de Taiwanese chipfabrikant TSMC, op deze ontwikkelingen inspelen. Hij benadrukt wel dat we in Nederland over ‘strategische technologie’ beschikken. De overheid onderkent dat ook. Vorig jaar nam het ministerie van Economische Zaken deel aan een investering van 35 miljoen euro in het Eindhovense SMART Photonics, maker van fotonische chips op basis van indiumfosfide. Zonder dat geld was dit innovatieve bedrijf met 75 werknemers hoogstwaarschijnlijk in Aziatische handen gevallen. Of de Wet van Moore gered zal worden door fotonica, lijkt inmiddels de verkeerde vraag. Moores vuistregel heeft eigenlijk alleen betrekking op de traditionele computerchip. Maar met fotonica slaat de computerindustrie een weg naar onbekend terrein in. Wellicht wacht aan de horizon de heilige graal in de vorm van een superkrachtige fotonische kwantumcomputer. Maar energiezuinige datacenters zijn ook de moeite waard.

©PXimport

De twee gezichten van het licht

Licht is een van de meest alomtegenwoordige natuurverschijnselen. Het is dan ook niet vreemd dat licht in allerlei scheppingsmythes prominent figureert. Toch bleef het lang een van de meest ongrijpbare verschijnselen. De wijsgeren van het klassieke Griekenland, die voor hun tijd zeer methodisch over de wereld nadachten, zaten verschrikkelijk fout. Epicurus (341-270 voor Christus) geloofde dat de wereld louter uit atomen en leegte bestond. In zijn Brief aan Herodotus speculeerde hij dat objecten voortdurend heel dunne, uit atomen bestaande vliesjes afscheiden. Zodra zo’n atomair vliesje ons in de ogen vliegt, wordt het object zichtbaar. Plato zat minstens even fout door te veronderstellen dat we zien doordat onze ogen stralen uitzenden. Pas in de 11de eeuw maakte de Arabische wetenschapper Alhazen korte metten met dit idee. De Hagenaar Christiaan Huygens (1629-1695) was ervan overtuigd dat licht uit een golf bestaat dat door een vooralsnog onbekend medium zou reizen. Zijn tijdgenoot Isaac Newton was het daar niet mee eens. Hij vond het gedrag van licht makkelijker te verklaren door aan te nemen dat het uit deeltjes bestond. Deze theorie werd leidend, totdat James Maxwell in 1865 voorspelde dat licht een golf is in het zogenoemde elektromagnetische veld en Heinrich Hertz dat in 1888 overtuigend bewees. Maxwells theorie vertoonde wel lacunes. Die bleken oplosbaar door te veronderstellen dat zijn golven op hun beurt uit brokjes bestaan: de zogenoemde kwanta van het elektromagnetische veld, oftewel fotonen, afgeleid van het Griekse woord voor licht. Albert Einstein ontving in 1921 de Nobelprijs voor zijn bedrage aan deze theorie. Licht bestaat dus uit golven én deeltjes Deze ‘golf-deeltjesdualiteit’ is tegenwoordig algemeen aanvaard.

Het is wachten op de eerste superkrachtige fotonische kwantumcomputer

-

▼ Volgende artikel
Slimme tweestapsverificatie: zo werk je met fysieke beveiligingssleutels
Zekerheid & gemak

Slimme tweestapsverificatie: zo werk je met fysieke beveiligingssleutels

Inloggen met enkel een wachtwoord blijft riskant. Steeds vaker stappen diensten daarom over op tweestapsverificatie of op volledig wachtwoordloos inloggen. In combinatie met een fysieke beveiligingssleutel leveren beide een nog robuustere bescherming op. Hoe werkt dit precies en wat zijn enkele concrete mogelijkheden?

We hoeven je niet meer uit te leggen dat inloggen met alleen een wachtwoord niet veilig is, zeker niet als je hetzelfde eenvoudige wachtwoord bij meerdere diensten gebruikt. Een wachtwoordbeheerder als Bitwarden helpt je wel complexere en verschillende wachtwoorden te gebruiken, maar de zwakheden blijven: wachtwoorden kunnen via phishing worden onderschept, bij een datalek buitgemaakt of met brute-force achterhaald. Daarom winnen alternatieve loginmethodes aan populariteit. Denk aan tweestapsverificatie, waarbij je naast je wachtwoord nog een extra factor gebruikt, zoals een code of biometrie, en aan wachtwoordloos inloggen, een methode op basis van een cryptografisch sleutelpaar. Beide methoden verhogen de beveiliging, maar met een fysieke beveiligingssleutel kun je het nog veiliger maken.

Fysieke sleutel

Zo’n fysieke sleutel is een stukje hardware van doorgaans zo’n 4 cm lang en 2 cm breed, enkele mm dik en met een gewicht van circa 4 gram. Er bestaan ook wel kleinere sleutels in de vorm van een usb-c-dongel, die nauwelijks uitsteken uit de poort van een computer. Verderop bekijken we enkele concrete, uiteenlopende toepassingen, maar hoe werkt zo’n sleutel eigenlijk?

Wanneer je een sleutel voor het eerst koppelt aan een dienst of account, wordt er een cryptografisch sleutelpaar aangemaakt. De private sleutel blijft altijd veilig in een aparte chip van de beveiligingssleutel, terwijl de publieke sleutel naar de server van de betreffende dienst wordt doorgestuurd. Wanneer je vervolgens inlogt op de site, vraagt de server via je browser de sleutel om een cryptografische handtekening te zetten.

De meeste beveiligingssleutels wegen slechts een paar gram en kun je altijd meenemen.

Veiligheid

De sleutel checkt daarbij welke domeinnaam in de browser actief is, bijvoorbeeld account.google.com, en zet de handtekening alleen als dit overeenkomt met het domein waarvoor je de sleutel eerder hebt geregistreerd. Daardoor is het systeem nagenoeg phishing-bestendig, in tegenstelling tot bijvoorbeeld sms- of OTP-codes. Zo’n code kun je immers ook op een valse site intypen, waarna een aanvaller deze meteen kan doorsturen naar de echte site. Bij wachtwoorden, sms en OTP bestaan bovendien gedeelde geheimen, zoals codes of hashes, die bij een datalek gestolen kunnen worden, terwijl er bij een fysieke sleutel zelfs bij een serverdatalek niets bruikbaars te halen valt. Een smartphone kan bovendien malware bevatten of gestolen worden, waardoor een aanvaller toegang kan forceren; een fysieke sleutel daarentegen bewaart de geheime sleutel veilig in een niet-uitleesbare chip.

Een beveiligingssleutel vormt (vaak samen met een wachtwoord) een solide log-in.

Nadelen

Zo’n fysieke sleutel geldt dus als een van de veiligste methoden, al zijn er ook enkele praktische nadelen. Zo moet je de sleutel bij je hebben tijdens het inloggen en bij verlies of diefstal riskeer je buitengesloten te raken als je geen back-up hebt, bijvoorbeeld in de vorm van back-upcodes of een tweede, veilig bewaarde sleutel. Bovendien ondersteunen nog niet alle sites of diensten zo’n sleutel. Op onder meer www.kwikr.nl/f2sup en www.kwikr.nl/yubisup vind je wel lijsten met diensten die via een of ander protocol inloggen met een fysieke sleutel ondersteunen. Tot slot kost een sleutel ook wel iets: tussen de 30 en 80 euro, afhankelijk van de ondersteunde functies en standaarden.

Yubico laat je kiezen tussen onder meer protocol, apptype en sleuteltype.
Meerdere protocollen

Er zijn verschillende producenten van beveiligingssleutels, zoals Feitian, Nitrokey, SoloKeys en Yubico, elk met een divers aanbod. In dit artikel focussen we op de populaire multi-protocol YubiKey 5-serie, die de protocollen FIDO U2F, FIDO2/WebAuthn, OTP, OpenPGP en PIV smartcard ondersteunt (zie ook www.kwikr.nl/yubi5). Zonder ons in technische details te verliezen, gaan we kort in op deze protocollen.

FIDO U2F (Fast IDentity Online Universal 2nd Factor) gebruikt de sleutel als tweede factor naast je wachtwoord. Bij het inloggen raak je de sleutel aan en die bewijst cryptografisch dat jij aanwezig bent. FIDO2/WebAuthn is de algemeen geaccepteerde opvolger van U2F, waarbij je niet alleen een tweede factor kunt gebruiken, maar ook volledig wachtwoordloos inlogt via een uniek sleutelpaar (passkeys). Met OTP (One-Time Password) kan de sleutel een eenmalige code genereren, zoals bij een authenticator-app. Je tikt de sleutel aan en er verschijnt een unieke code die je als extra log-infactor inzet. Met OpenPGP (Pretty Good Privacy) kan de sleutel je private PGP-sleutels opslaan, zodat je bijvoorbeeld e-mails kunt versleutelen en ondertekenen. Met PIV smartcard (Personal Identity Verification) functioneert de sleutel als slimme chipkaart, zoals een bedrijfsbadge. Je gebruikt dit bijvoorbeeld voor digitale handtekeningen, inloggen op Windows-domeinen of VPN-verbindingen. 

Inloggen via 2FA

We weten nu hoe een sleutel eruitziet, hoe die werkt en waarom die zo veilig is. Dat volstaat om er zelf mee aan de slag te gaan, in verschillende scenario’s en met diverse protocollen. In dit artikel gebruiken we een YubiKey 5(C) NFC die ongeveer 65 euro kost, maar je kunt ook andere sleutels inzetten zolang ze de vereiste protocollen ondersteunen. Sleutels die enkel FIDO U2F en FIDO2 ondersteunen, zijn al verkrijgbaar vanaf 15 euro.

Laten we als voorbeeld starten met de sleutel als tweede factor bij een Facebook-account. Hiervoor volstaat een sleutel met FIDO U2F, al accepteren niet alle diensten U2F. Zo vereisen Apple en Microsoft in dit geval een FIDO2-sleutel.

Meld je aan bij je Facebook-account via https://accountscenter.facebook.com. Ga in Accountinstellingen naar Wachtwoord en beveiliging. Open Tweestapsverificatie en selecteer je Facebook-account. Na het invullen van een verificatiecode via mail kies je de gewenste methode. Klik op Beveiligingssleutels en bevestig met Doorgaan. Na de controle van de beveiligingscode klik je op Beveiligingssleutel registreren. Selecteer Beveiligingssleutel, druk op Volgende en OK. Plaats de sleutel, raak deze even aan en klik opnieuw op OK. Bevestig ten slotte met je wachtwoord zodat de sleutel als tweede factor wordt toegevoegd.

De beveiligingssleutel is zojuist als tweede factor bij Facebook (Meta) toegevoegd.

2FA in Bitwarden

Zolang je nog met wachtwoorden werkt, is een wachtwoordbeheerder sterk aan te raden. Een degelijke en gratis te gebruiken tool is Bitwarden. We gaan ervan uit dat je deze hebt gedownload en geïnstalleerd (via www.kwikr.nl/bwpers; beschikbaar voor Windows, macOS en Linux) en dat je een Bitwarden-account hebt aangemaakt. Handig is ook de Bitwarden-browserextensie, die automatisch invullen en opslaan van wachtwoorden in je browser veel eenvoudiger maakt, maar daar gaan we hier niet verder op in. We bekijken hier namelijk vooral het koppelen van je fysieke sleutel aan je Bitwarden-account.

Meld je aan op https://vault.bitwarden.com. Open Instellingen en kies Beveiliging. Ga naar het tabblad Tweestapsaanmelding en klik op Beheren bij FIDO2 WebAuthn. Vul je Bitwarden-hoofdwachtwoord in en voer bij Naam een korte beschrijving van de sleutel in. Plaats je sleutel (via usb of NFC) en klik op Sleutel lezen. Als de sleutel om een pincode vraagt, vul je die in en raak je de sleutel kort aan. Bevestig met OK en klik op Opslaan zodat de sleutel wordt toegevoegd. Op dezelfde manier kun je ook een andere sleutel als reserve koppelen (zie ook verderop ‘10 Voorzorgsmaatregelen’). Bij het inloggen, ook via de Bitwarden-app, moet je nu naast je wachtwoord ook je sleutel gebruiken.

Bitwarden vraagt naast je wachtwoord ook om je beveiligingssleutel.

Inloggen met passkey

Steeds meer diensten ondersteunen wachtwoordloze aanmeldingen via toegangssleutels, oftewel passkeys. Wil je hiervoor je fysieke sleutel gebruiken, dan moet deze FIDO2/WebAuthn ondersteunen, waarbij de private sleutel van het cryptografische sleutelpaar op de sleutel zelf wordt bewaard. Om in te loggen hoef je de sleutel enkel te plaatsen of via NFC op je smartphone te gebruiken, als dit wordt ondersteund, en daarna te bevestigen met pincode en aanraaksensor. Kortom, je sleutel wordt je loginmiddel. We tonen dit met een Google-account.

Log in via https://myaccount.google.com. Ga naar Beveiliging en klik bij Inloggen bij Google op Tweestapsverificatie. Klik indien nodig op Tweestapsverificatie aanzetten. Voeg desgewenst een telefoonnummer toe en klik bij Toegangssleutels en beveiligingssleutels op Beveiligingssleutel toevoegen. Klik vervolgens op + Toegangssleutel maken en kies Ander apparaat gebruiken. Selecteer in het pop-upvenster Beveiligingssleutel. Druk op Volgende en daarna tweemaal op OK. Plaats nu de sleutel en voer de pincode in, of maak een nieuwe aan als de sleutel nieuw of gereset is. Bevestig met OK en raak de sleutel kort aan. De sleutel staat nu in de lijst met toegangssleutels in je Google-account.

Wanneer je je daarna bij Google afmeldt en opnieuw aanmeldt, zul je merken dat je je wachtwoord – op ondersteunde browsers en platformen – niet meer hoeft in te geven en met de sleutel kunt aanmelden. Google acht deze methode namelijk veilig genoeg. Wil je dit toch niet, open dan opnieuw Beveiliging, klik bij Inloggen bij Google op Wachtwoord overslaan als dat mogelijk is en schakel deze optie uit. Je sleutel fungeert dan enkel nog als tweede factor, waarvoor in principe FIDO U2F volstaat.

De beveiligingssleutel is zojuist aan ons Google-account toegevoegd.

Passkey bij Microsoft

Bij veel diensten werkt het koppelen vergelijkbaar als bij Google. We tonen je wel kort hoe je een beveiligingssleutel inzet in een wachtwoordloze oplossing bij Microsoft, die hiervoor een wat eigenzinnige werkwijze en terminologie hanteert.

Meld je aan via https://account.microsoft.comen open Beveiliging. Klik op Beheren hoe ik me aanmeld en kies Een methode voor aanmelden of verifiëren kiezen. Selecteer Gezicht, vingerafdruk, pincode of beveiligingssleutel en kies Beveiligingssleutel. Druk op Volgende en daarna tweemaal op OK, plaats de sleutel, voer desgevraagd de pincode in en raak de sleutel aan. Klik opnieuw op OK, geef de sleutel een naam en bevestig met Volgende en OK. De sleutel verschijnt nu in de lijst bij Een wachtwoordcode gebruiken (waar je hem ook kunt hernoemen of verwijderen). Je kunt de sleutel vanaf nu als tweede inlogfactor inzetten, ook op andere apparaten.

Wil je de sleutel volledig wachtwoordloos gebruiken, dan verplicht Microsoft je eerst de Microsoft Authenticator-app te installeren en hier via de plusknop je Microsoft-account toe te voegen. Klik daarna op je accountpagina in de rubriek Beveiliging op Inschakelen bij Account zonder wachtwoord en druk op Volgende. In de Authenticator-app verschijnt nu een melding die je bevestigt met Goedkeuren, waarna op de website wordt gemeld dat je wachtwoord is verwijderd. Voortaan kun je ook zonder wachtwoord inloggen, met je beveiligingssleutel.

Het opzetten van een wachtwoordloze login via je beveiligingssleutel bij Microsoft is wat complexer.
Lokaal Windows-account

Het leek veelbelovend: open je in Windows de Instellingen en ga je naar Accounts / Aanmeldingsopties, dan zie je wellicht Beveiligingssleutel staan. Voor lokale of persoonlijke Microsoft-accounts werkt dit helaas niet. Dit blijkt enkel mogelijk bij zakelijke Active Directory- of Entra ID-accounts.

Heb je een compatibele Yubico-sleutel, zoals de YubiKey 5(C) NFC, dan kun je deze wel als tweede inlogfactor gebruiken voor een lokaal Windows-account. Hiervoor heb je de gratis tool Yubico Login for Windows nodig (www.kwikr.nl/yubilogin). Zorg wel dat je de gebruikersnaam en het wachtwoord van het lokale account kent. Installeer de tool en herstart Windows. Meld je daarna aan met je lokale account via de optie Yubico Login en start de app Login Configuration als administrator. Gemakshalve kun je Express configuration kiezen. Plaats de sleutel en volg de instructies (zie ook www.kwikr.nl/yubiwin). Bewaar de herstelcode zorgvuldig. Voor de gekozen gebruiker is voortaan naast gebruikersnaam en wachtwoord ook de beveiligingssleutel vereist.

Je kunt een YubiKey ook als tweede factor inzetten voor je Windows-login.

Inloggen met TOTP

Als je beveiligingssleutel ook OATH-TOTP ondersteunt (Initiative for Open AuTHentication - Time-based One-Time Password), kun je die gebruiken om een eenmalige code te genereren, net als met authenticator-apps van Google, Microsoft, Proton of Authy. Veel apps en diensten ondersteunen deze 2FA-methode.

We nemen Dropbox als voorbeeld. Meld je aan op www.dropbox.com, klik op je profielicoon rechtsboven, kies Instellingen en open het tabblad Beveiliging. Schakel Tweestapsverificatie in, selecteer Authenticatie-app en druk op Verzenden. Je ziet nu een QR-code en de bijbehorende geheime sleutel.

Download en installeer vervolgens de gratis app Yubico Authenticator (www.kwikr.nl/yubiauth). Start de app, plaats je beveiligingssleutel en open Accounts. Klik op Add account en kies Scan QR code als je een camera hebt, of voer de geheime code handmatig in bij Secret Key. Vul bij Issuer bijvoorbeeld Dropbox in en bij Account name het e-mailadres van je Dropbox-account. Bevestig met Save. In de app verschijnt een cijfercode die je op de Dropbox-site invult bij Bevestigingscode. Noteer de herstelcodes, bewaar ze goed en rond af met Voltooien.

Bij het aanmelden op Dropbox tik je eerst je wachtwoord in en daarna de actuele eenmalige code die je in Yubico Authenticator bij je Dropbox-account ziet.

Net als veel andere diensten ondersteunt ook Dropbox TOTP (op een beveiligingssleutel) als 2FA-methode.

Challenge/Response

Tot slot tonen we je nog de challenge-response-methode. Hierbij genereert een dienst of app een willekeurige wiskundige vraag (challenge) in de vorm van een bitreeks. Deze gaat naar je beveiligingssleutel, die de overeenkomstige cryptografische response berekent en terugstuurt. Als de codes overeenkomen, krijg je toegang. We lichten dit kort toe voor de gratis wachtwoordbeheerder KeePassXC (www.keepassxc.org; Windows, macOS, Linux) om een lokaal bewaarde wachtwoordkluis te openen.

Verschillende sleutels ondersteunen deze methode, waaronder de meeste YubiKeys. Download en installeer voor zo’n sleutel eerst de gratis YubiKey Manager (zie kader ‘Sleutelbeheer’). Start de app, ga naar Applications/OTP en klik op Configure bij een vrij slot. Kies Challenge-response, klik op Generate voor de geheime sleutel, zet eventueel een vinkje bij Require touch voor extra veiligheid en sluit af met Finish.

Open vervolgens KeePassXC en laad je database. Ga naar Database / Database beveiliging, kies Aanvullende bescherming toevoegen / Challenge-Response toevoegen, selecteer het juiste slot van je geplaatste sleutel en bevestig met OK. Voortaan is je wachtwoordkluis enkel toegankelijk met je wachtwoord en je beveiligingssleutel.

Je (lokale) wachtwoordkluis is voortaan alleen toegankelijk met je beveiligingssleutel.
Sleutelbeheer

Beschik je over een beveiligingssleutel, dan zul je vroeg of laat de beheertool van de producent nodig hebben. Als voorbeeld nemen we de YubiKey Manager (www.kwikr.nl/yuman), die je het best als administrator opstart. Hiermee kun je functies of interfaces uitschakelen (OTP, FIDO U2F, FIDO2, OpenPGP, PIV en OATH), een pincode instellen of resetten voor FIDO2 of PIV, statische wachtwoorden of OTP-slots programmeren en certificaten beheren in PIV-modus (smartcardfunctie).

In de beheertool kun je ook specifieke protocollen uitschakelen, mocht je dat willen (hier: YubiKey Manager).

Voorzorgsmaatregelen

In het artikel hebben we al, ook tussen de regels door, enkele tips gegeven om (veiligheids)problemen te vermijden. We sommen ze kort nog even op.

Zo registreer je best altijd twee fysieke sleutels bij elke dienst, zodat je bij verlies of diefstal via de back-upsleutel toegang behoudt. Bewaar deze op een veilige plaats en test af en toe of de sleutel nog werkt. Activeer daarnaast bij elke dienst een alternatieve 2FA- of noodmethode, zoals TOTP-toegang via een authenticator-app, en druk back-upcodes af die je veilig bewaart. Zo kun je ook zonder sleutel nog aanmelden, al is dit wat minder robuust. Tot slot, ook al beschermt een beveiligingssleutel je technisch goed tegen phishing, blijf alert. Krijg je bijvoorbeeld een onverwachte vraag om de PIN-code van je sleutel in te voeren, wees dan op je hoede.

Heel wat diensten voorzien in (eenmalige) back-upcodes (hier: Google).
▼ Volgende artikel
Review Tefal Snack Collection - klein formaat, veel mogelijkheden
© Tefal
Huis

Review Tefal Snack Collection - klein formaat, veel mogelijkheden

Tefal lanceert een compact model tosti-ijzer dat met allerlei extra platensets te gebruiken is voor allerlei gerechten: van panini's en wafels in allerlei vormen en maten tot aan donuts en madeleines. Is de Snack Collection echt zo veelzijdig? ID.nl ging ermee aan de slag.

Uitstekend
Conclusie

De Tefal Snack Collection is een compact tosti-apparaat met verwisselbare platen, bedoeld voor wie met één toestel meerdere snacks wil bereiden. In de test leverde het apparaat goede resultaten met tosti’s en panini’s; de platen klikken stevig vast, zijn uitneembaar en vaatwasserbestendig. Met zijn kleine formaat, snoeropbergsysteem, 700 watt vermogen, maximale temperatuur van 230 graden en voorverwarm-indicator is het toestel praktisch, al is het grillvlak aan de krappe kant en is de temperatuur niet instelbaar. Per saldo is dit een ruimtebesparende keuze voor tostiliefhebbers die graag variëren.

Plus- en minpunten
  • Compact formaat en makkelijk opbergen
  • Goede grill-prestaties
  • Veel uitbreidingsmogelijkheden
  • Opwarmen duurt zo'n 4 minuten
  • Temperatuur niet instelbaar

Tafelgrills en tosti-apparaten zijn in bijna elk huishouden te vinden. Vaak gaat het om apparaten met een geribbelde grillplaat boven en onder, waar je je tosti tussen legt om die een paar minuten erna bruin en krokant uit te halen, met een lekker warme vulling. Het zijn eenvoudige apparaten die goed zijn in waarvoor ze ontwikkeld zijn. Meer dan je tosti erin maken kan vaak niet. Tefal komt nu met de compacte Snack Collection, een apparaat dat je koopt met twee bijgeleverde typen grillplaten en nog eens kunt uitbreiden door losse sets erbij te kopen.

©Saskia van Weert

Testexemplaar en meegeleverde platen

Ter review ontving de redactie een blauw testmodel, voorzien van twee grill/panini-platen (één boven, één onder in het apparaat) en twee platen om Brusselse wafels mee te maken. De Snack Collection is met zijn 28,5 centimeter breedte, 20,6 centimeter lengte en 34,5 centimeter hoogte een betrekkelijk klein apparaat dat makkelijk op te bergen is. Het snoer is aan de onderkant op te bergen, er zit een aan-uitknop aan de voorzijde, net als een vergrendeling om het ijzer op slot te zetten. Ook zit er een lampje aan de voorzijde dat groen oplicht als het apparaat is voorverwarmd. Hij heeft een vermogen van 700 watt en een maximale temperatuur van 230 graden. De temperatuur is niet handmatig in te stellen.

©Saskia van Weert

Inhoud van de doos en wisselen van platen

In de machine zit al een set grillplaten. Verder vind je in de doos twee verpakkingen die nog het meest doen denken aan videobandhoezen van vroeger. Ze zijn van harde kunststof en gaan wat lastig open. De ene doos is uiteraard leeg, want daar zaten de panini-platen in, maar we vinden er wel een receptenboekje in. In de andere doos zit de uitbreiding; in ons testexemplaar zijn dat de wafelplaten. De platen zijn los te halen uit de machine via een knopje boven en onder, en de platen kunnen er op maar één manier in vastklikken. Je kunt ze dus niet verkeerd bevestigen. Ze mogen in de vaatwasser; de machine zelf uiteraard niet.

©Saskia van Weert

Gebruik en bediening

Zoals wel vaker bij dit type apparaten is de werking enorm simpel. Je bevestigt de gewenste platen in de machine, doet de stekker in het stopcontact en zet hem aan. Dan wacht je tot het groene lampje aangaat, open je de machine, doe je je gerecht erin, sluit je alles weer netjes en wacht je tot je eten klaar is. Eet smakelijk!

©Saskia van Weert

Test: tosti's

De bijgeleverde grill/panini-plaat is net wat te klein voor een reguliere tosti van boterhammen uit de supermarkt; het korstje steekt net wat boven de plaat uit. Maar dat bleek voor het resultaat niet uit te maken: alle geteste tosti’s kwamen prima uit de Tefal. Opwarmen duurde wel wat lang, ongeveer 4 minuten.

Lees ook: Gezonde tosti’s om de hele middag op door te gaan

Brand je handen niet!

Gebruik een tang om je tosti's te serveren

Test: panini

De test met een panini had wat voeten in de aarde. De supermarkten in onze woonplaats verkochten geen panini-broodjes, maar een XL-shop in een andere plaats wel. Panini-broodjes zijn hoger dan normale afbakbroodjes en standaard voorzien van grillstrepen. Het deksel van de Snack Collection moest wel wat worden aangedrukt om de machine te kunnen sluiten met de vergrendeling, maar ook dat verliep verder prima.

Schoonmaken en opbergen 

De platen komen weer brandschoon uit de vaatwasser en klikken makkelijk vast in het apparaat. Door de betrekkelijk kleine afmetingen van dit keukenapparaat is het makkelijk op te bergen.

©Tefal

Uitbreidingssets (assortiment)

Dan de uitbreidingssets. Deze hebben we niet kunnen testen, maar zijn uiteraard te bekijken via de site van Tefal. Er is een aantal platen voor tosti’s in bijzondere vormen, zoals een schelpvorm of juist meteen als driehoek. Verder zijn er onder meer vormen voor bagels te verkrijgen. Tefal mikt duidelijk op een internationaal publiek, want er is ook een vorm voor madeleines (Franse zoete cakejes) verkrijgbaar.

Conclusie

De Tefal Snack Collection is een compact tosti-apparaat met verwisselbare platen, bedoeld voor wie met één toestel meerdere snacks wil maken. In de test leverde het apparaat nette resultaten op: tosti's kwamen goed uit de grill en panini's lukten eveneens prima na het sluiten met de vergrendeling. De platen klikken stevig vast, zijn uitneembaar en kunnen in de vaatwasser. Dankzij het kleine formaat en het opbergsysteem voor het snoer is het toestel eenvoudig weg te zetten. Het apparaat heeft een vermogen van 700 watt, een maximale temperatuur van 230 graden en een indicatielampje dat aangeeft wanneer voorverwarmen is voltooid.

Aandachtspunten: het grillvlak is aan de krappe kant voor standaardboterhammen, de opwarmtijd ligt rond de 4 minuten en de temperatuur is niet handmatig regelbaar. De uitbreidingsmogelijkheden zijn groot (onder meer wafels, donuts, madeleines en bagels), maar deze extra platen zijn in deze test niet inhoudelijk beoordeeld.

Per saldo is de Snack Collection een praktisch en ruimtebesparend apparaat voor de liefhebbers van tosti's die ook graag eens experimenteren met andere bereidingen.