By Michael Gaffney publicado el 19 de octubre de 2022
Aunque cada vez más organizaciones públicas y privadas están comprendiendo las oportunidades creadas por la tecnología cuántica, el espacio y sus amenazas potenciales todavía lo consideran demasiado “en el futuro” para muchos profesionales tradicionales de redes y seguridad. Lamentablemente, esperar a que el futuro aborde estos problemas podría exponer a las organizaciones comerciales y gubernamentales de Estados Unidos a violaciones de seguridad potencialmente catastróficas. ¡Ataques cuánticos de este tipo podrían ocurrir en un futuro no muy lejano! Los expertos estiman que la tecnología cuántica capaz de romper algoritmos de cifrado e interceptar comunicaciones será posible a más tardar en 2030.
Las vulnerabilidades de las soluciones de ciberseguridad actuales
Actualmente, las organizaciones públicas y privadas dependen de algoritmos asimétricos basados en matemáticas para la autenticación y el establecimiento de claves, componentes vitales de la ciberseguridad. La seguridad de estos esquemas se basa en el supuesto de que es computacionalmente inviable, incluso para las computadoras clásicas más poderosas, resolver ciertos problemas matemáticos (por ejemplo, factorizar números grandes o calcular un logaritmo discreto). Las computadoras cuánticas podrán resolver fácilmente estos problemas y, una vez que llegue la tecnología, los sistemas, redes, comunicaciones, dispositivos y datos seguros se volverán transparentes.
Se podría creer que pasarán muchos años antes de que la amenaza a la seguridad que plantea el poder único de la computación cuántica se convierta en realidad. El problema sigue siendo que hoy en día se almacena información y datos que deben permanecer confidenciales durante largos períodos de tiempo y que implementar nuevas soluciones lleva tiempo. La información cifrada existente es vulnerable a una amenaza de seguridad real e inminente conocida como ataques de “cosechar ahora, descifrar después”. Imagine a un mal actor obteniendo acceso a datos en reposo que están cifrados al más alto nivel utilizando la tecnología disponible actualmente, almacenando estos datos y luego descifrándolos utilizando computadoras cuánticas en unos pocos años. Debido a esto, las organizaciones deben asumir que TODA la información y las comunicaciones cifradas antes de implementar las contramedidas apropiadas (independientemente del estado de la computación cuántica en ese momento) no son seguras.
Monitoreo de otros estados nacionales
Desafortunadamente, Estados Unidos está atrasado en la preparación cuántica. Debido a las implicaciones de seguridad de la computación cuántica, muchos otros países están en el proceso de implementar o ya han implementado redes cuánticas, incluidas aquellas que utilizan satélites y vehículos aéreos no tripulados. ,
China, que demuestra un temprano y sólido liderazgo en capacidades e infraestructura cuánticas, ha invertido más de 15 mil millones de dólares en tecnologías cuánticas. En 2019, Irán inauguró un nuevo laboratorio de tecnología cuántica, el primero de su tipo en Asia occidental y Oriente Medio, el mismo año en que Rusia formuló su hoja de ruta de tecnologías cuánticas y Corea del Norte comenzó a desarrollar tecnología cuántica para crear un vínculo de comando y control altamente seguro. entre Pyongyang y los principales sitios de lanzamiento de misiles. En 2021, Rusia anunció el desarrollo de un prototipo de computadora cuántica de iones de 4 qubits que podría convertirse en la base de una futura computadora cuántica accesible en la nube dentro de tres años. Si bien el gobierno de EE. UU. ha aumentado recientemente la inversión en tecnologías cuánticas a través de la Ley CHIPS, todavía es necesario utilizar esa financiación de manera adecuada y rápida para lograr la seguridad cuántica y ser un líder mundial en lo que respecta a tecnologías cuánticas. La financiación actual y prevista puede variar, pero el mensaje es claro: los gobiernos de todo el mundo están compitiendo para implementar esta tecnología primero.
Abordar la amenaza cuántica
Durante la próxima década, la tecnología cuántica evolucionará rápidamente y hay una serie de contramedidas a considerar. Con la criptografía poscuántica (PQC), la idea básica es reemplazar o aumentar los algoritmos criptográficos clásicos en uso con aquellos que se supone que son seguros cuánticamente. La principal ventaja de este método es que no depende de redes cuánticas y puede implementarse en redes clásicas existentes e Internet. Desafortunadamente, algunos algoritmos PQC, que habían estado en desarrollo durante más de cinco años, pudieron descifrarse en menos de unas pocas horas en una computadora portátil convencional.
La distribución de claves cuánticas (QKD) generalmente se refiere a protocolos de distribución de claves cuánticas de “preparación y medición” que se ejecutan y están habilitados por redes cuánticas de preparación y medición (redes QKD). Este método tiene varias ventajas. Los protocolos en sí son demostrablemente seguros ya que las leyes de la física cuántica permiten que las dos partes en comunicación puedan detectar la presencia de un espía, y los sistemas QKD han estado disponibles comercialmente durante varios años a través de múltiples proveedores. La principal desventaja de QKD es que requiere la implementación de recursos costosos (dispositivos QKD y fibra), pero solo permite una única aplicación. Los productos QKD de la generación actual también tienen vulnerabilidades debido a su implementación de hardware. Son susceptibles a ataques de canales laterales. y dependen de nodos de retransmisión inseguros para distancias superiores a 150 km.
Quantum Secure Communications (QSC) aborda las deficiencias y los riesgos de seguridad de QKD. Si bien la seguridad de QSC también se basa en las leyes de la física cuántica, se basa en un fenómeno cuántico diferente al de QKD. Mientras que QKD se basa en tecnología de preparación y medición, QSC se basa en entrelazamiento distribuido de alta calidad. Estos protocolos de seguridad cuántica basados en entrelazamientos funcionan y son habilitados por redes cuánticas basadas en entrelazamientos, y son demostrablemente seguros. Por la naturaleza de estos protocolos y redes, QSC no enfrenta vulnerabilidades derivadas de la implementación del hardware. Si bien las redes basadas en entrelazamientos requerirán el uso de algunas tecnologías emergentes, no es necesario construirlas completamente desde cero. Estas redes utilizan la infraestructura clásica existente, como la que funciona a través de fibra óptica. Otra ventaja y el principal diferenciador de QSC en comparación con QKD es que QSC se ejecuta en una red universal: la computación cuántica distribuida y la detección cuántica distribuida, entre otras aplicaciones revolucionarias, pueden ejecutarse en la misma infraestructura de red cuántica, proporcionando valor adicional al usuario.
Recomendación de contramedida
QSC proporciona seguridad y versatilidad adicionales en relación con las otras dos contramedidas y debería ser parte de cualquier solución recomendada en el futuro. Sin embargo, estas contramedidas no son mutuamente excluyentes. La comunicación segura cuántica y la criptografía poscuántica se pueden usar juntas de tal manera que un adversario necesitaría romper los esquemas de cada una para poder acceder a información segura.
ACTÚE YA
Si bien aún no se ha anunciado públicamente una computadora cuántica lo suficientemente grande como para romper el cifrado tradicional actual, la revolución cuántica está en marcha. El progreso realizado en 2022 deja claro el futuro: no se trata de cuándo la tecnología cuántica romperá nuestros protocolos de seguridad existentes, sino de cómo podemos prepararnos mejor para enfrentar los desafíos de la tecnología cuántica a medida que alcance su máximo potencial y más allá. El momento de actuar es ahora.
Michael Gaffney es el Jefe del Sector Público, Aliro Quantum, la primera empresa exclusiva de redes cuánticas. Gaffney abrió recientemente la presencia de Aliro en Washington DC para respaldar las crecientes iniciativas gubernamentales y del sector público de la compañía luego de una carrera en inteligencia del ejército y años implementando soluciones de seguridad y nube para el gobierno.
Aliro Quantum es Gold Sponsor del próximo Evento IQT Quantum Cybersecurity en Nueva York, del 25 al 27 de octubre de 2022. El cofundador Michael Cubeddu hablará sobre “Seguridad cuántica en el ejército” el 26 de octubreth.
