By kenna hughes-castleberry publicado el 01 de marzo de 2024
El “Journal Club” de IQT es una serie de artículos semanales que analiza un artículo de investigación reciente sobre tecnología cuántica y analiza sus impactos en el ecosistema cuántico. Este artículo destaca un artículo reciente publicado en comunicación cuántica IET, donde investigadores de varios institutos de Portugal estudiaron métodos para garantizar la privacidad cuánticamente segura de los sistemas de tráfico por carretera.
En el campo en rápida evolución de las redes vehiculares, como las carreteras de peaje, los sistemas de cámaras de gestión del tráfico y las estructuras de estacionamiento, garantizar la privacidad y la seguridad manteniendo al mismo tiempo una comunicación eficiente es primordial. Si son pirateados, estos sistemas comprometidos podrían provocar un aumento de accidentes de tráfico, una filtración de información personal y más.
Medidas de seguridad anteriores: pasar a la tecnología cuántica
Muchos investigadores han estado estudiando la integración de la Computación Multipartita Segura (SMC), una herramienta criptográfica que distribuye un cálculo a muchas máquinas diferentes, en estas redes. SMC parece prometedor, ya que permite a los vehículos compartir y calcular datos sin comprometer la privacidad individual. Sin embargo, las implementaciones tradicionales de SMC enfrentan importantes desafíos en materia de eficiencia y seguridad, particularmente frente a las amenazas de la computación cuántica.
Para abordar estos posibles problemas, investigadores de varios institutos portugueses buscan aprovechar las tecnologías de comunicación cuántica: Quantum Key Distribution (QKD) y Quantum Oblivious Key Distribution, para reforzar la seguridad y eficiencia de SMC en redes vehiculares. Sus resultados fueron publicado recientemente en Comunicación cuántica IET.
Mecánica cuántica para aumentar la privacidad
Los investigadores propusieron que la distribución de claves cuánticas (QKD) y la distribución de claves cuánticas ajenas sirvieran como columna vertebral de su sistema, ofreciendo una forma de distribuir las "claves" que se utilizan para cifrar y descifrar mensajes de modo que solo las partes interesadas puedan entenderlas. . Estas tecnologías cuánticas aprovechan las propiedades peculiares de los estados cuánticos, que son sensibles a los intentos de escuchas ilegales. Cualquier intento de interceptar o medir estas claves cuánticas altera su estado, revelando la presencia de un intruso. Esto garantiza que cualquier intercambio de claves sea intrínsecamente seguro, lo que hace que la comunicación entre vehículos no sólo esté cifrada sino también a prueba de manipulaciones.
Al integrar estas claves cuánticas con el protocolo MASCOT (Computación segura aritmética maliciosa más rápida con transferencia ajena), el equipo creó la plataforma QSMC. MASCOT, un protocolo diseñado para cálculos seguros a través de una red, se adaptó para funcionar dentro de este marco cuántico, permitiendo a los vehículos realizar cálculos complejos juntos, como determinar el momento óptimo para un cambio de carril, sin revelar sus datos individuales entre sí.
Los investigadores destacan que este enfoque innovador garantiza una seguridad incondicional contra ataques informáticos cuánticos y reduce drásticamente el coste de comunicación en un 97 % en un caso de uso de cambio de carril, aunque con un aumento del 42 % en el coste de cálculo. Esta compensación se justifica particularmente en escenarios de espacios abiertos donde conservar el ancho de banda es crucial, eclipsando así el aumento de las demandas computacionales.
Este marco SMC con capacidad cuántica podría allanar el camino para una nueva era de colaboración entre vehículos al superar los obstáculos de privacidad y seguridad que durante mucho tiempo han plagado las comunicaciones vehiculares. Utilizando este nuevo marco, se podrían implementar aplicaciones que van desde la gestión del tráfico y el uso compartido de automóviles hasta las advertencias de colisión con niveles de privacidad y seguridad sin precedentes.
Quantum Plus SMC va más allá de los vehículos
Los beneficios demostrados de eficiencia y seguridad de las tecnologías de comunicación cuántica en las aplicaciones SMC ponen de relieve el potencial transformador de los avances cuánticos en diversos ámbitos, específicamente en otros ámbitos de la gestión de viajes, como las estaciones de envío, cadena de suministro gestión, y más. A medida que la computación cuántica madura, la integración de tecnologías cuánticas para asegurar y optimizar los cálculos multipartitos podría redefinir los estándares de privacidad y seguridad en numerosos campos.
Kenna Hughes-Castleberry es la editora gerente de Inside Quantum Technology y la comunicadora científica de JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus temas de escritura incluyen tecnología profunda, computación cuántica e inteligencia artificial. Su trabajo ha aparecido en National Geographic, Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica y más.
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- Fuente: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-establishing-quantum-secure-privacy-for-road-traffic-networks/
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