El pasado miércoles, los 27 Estados europeos firmaron un compromiso único para desarrollar una Infraestructura de Comunicación Cuántica (EuroQCI) a lo largo y ancho del territorio europeo, junto a la Comisión Europea y la Agencia Espacial Europea (ESA). El objetivo: hacer posible que las administraciones públicas dispongan de un canal ultra seguro para transmitir y guardar información, y salvaguardar la infraestructura crítica y los sistemas de encriptación en la Unión Europea en la década venidera, que es el plazo máximo que hemos fijado para su desarrollo.
Una clave cuántica para la ciberseguridad del futuro
Nuestro mundo vive una redistribución profunda de sus centros de poder, y esto genera muchas posibilidades de que actores estatales y no estatales tomen ventaja de los países cuyo músculo tecnológico en ciberseguridad está en rigor mortis, aún en fase de planificación, o tomando el pulso de su academia, universidades y emprendedores para nutrir y parchear una vestimenta -su infraestructura de conectividad- que se hace harapos.
Estos agujeros son campo de cultivo para operaciones suaves, híbridas, de hyper war, cuyo campo de juego es el ciberespacio: desde el uso de ransomware para echar abajo la red eléctrica de un país hasta el robo de información sensible para influenciar elecciones presidenciales.
Ante este panorama, Europa entiende que necesita cambiar el lenguaje de los centinelas que protegen su infraestructura crítica y sus intereses; y que ha de hacerlo con un nivel adecuado de secretismo y seguridad. Las tecnologías cuánticas son clave en esta empresa.
Construyamos la torre por los cimientos. ¿Qué es esto de lo cuántico, y qué tiene que ver con la ciberseguridad?
Los avances en computación cuántica, aún en su infancia, desafían los pilares básicos de la seguridad de la información en Europa. Es un hecho que en las próximas décadas dejarán obsoletos a los estándares de encriptación actuales, amenazando frontalmente la seguridad a largo plazo de nuestros datos más sensibles. Los ordenadores cuánticos podrán disolver los protocolos de encriptación asimétricos que usamos normalmente en nuestras soluciones de seguridad. Y, ah, la comunicación cuántica… Nos enseña una nueva manera de comunicarnos, protegiendo nuestra información de la efectividad de ataques de terceros.
¿Cómo funciona la comunicación cuántica?
Las tecnologías de comunicación cuántica se basan en la transferencia de información cuántica (qubits) de un lugar a otro. Desde producir claves cuánticas de alta calidad para compartir secretos (criptografía, dinero cuántico, subastas cuánticas, votos reportados por canales cuánticos, recabación de consentimiento por estos mismos canales) a transferir información cuántica de un procesador cuántico a otro, usando la teleportación cuántica de fotones. Un idioma completamente nuevo para la transmisión de comunicaciones.
Una de sus características clave es que nos chiva si alguien intenta interceptar nuestra línea de comunicación, puesto que es esta detectable por las leyes de la física cuántica.
Un actor que domine esta tecnología puede comunicarse de manera controlada y segura con cualquier otro. Y, más allá de esto, el subcampo de la criptografía cuántica (Quantum Key Distribution o QKD) nos abre una vía segura para establecer claves cuánticas de encriptación entre interlocutores, puenteando el uso de problemas matemáticos complejos, que, además, serán resueltos por ordenadores cuánticos en los próximos años. Lo único que requiere es una buena implementación de su capa física, que se puede superponer sobre las infraestructuras actuales de conectividad y comunicación.
La respuesta (o la apuesta) europea al dilema de la ciberseguridad es cuántica
Poseer estas tecnologías se torna clave para Europa. Puesto que si un tercero dispone de ellas, dejándonos atrás, disrumpe, disgrega, aniquila cualquier posibilidad de mantener nuestra soberanía en las comunicaciones: aquella de nuestras empresas, nuestras administraciones públicas, nuestras fuerzas de seguridad, nuestra sociedad al completo.
Tanto es así, que Europa espera que la EuroQCI sea “nuestro escudo de ciberseguridad para las décadas venideras”. Y que será, en la medida de lo posible, construido con tecnología exclusivamente europea, en pro de su soberanía y autonomía.
La Infraestructura Europea de Comunicación Cuántica (EuroQCI)
La EuroQCI superpondrá una capa extra de seguridad a nuestra infraestructura de comunicación convencional, integrando criptografía cuántica y otros productos y sistemas (como la teleportación cuántica) para asegurar este salto cualitativo en la protección de nuestra información. De nuestro poder e identidad.
El primer servicio que ofrecerá la EuroQCI, por ser la tecnología más madura, será la distribución de claves cuánticas (QKD). Entre los servicios que le seguirán a medida que pase el tiempo: firma digital, autenticación, sincronización de señales temporales ultraprecisas, cuando su TRL lo permita.
Esta será la base para construir, a largo plazo, el internet cuántico, interconectando ordenadores cuánticos y sensores a través de redes y nodos cuánticos que distribuyan información y recursos (energía) de manera segura, para elevar nuestro músculo tecnológico y permitir una revolución: en comunicación, en seguridad, en educación y en empleo.
La arquitectura definitiva del sistema está aún por definir, a la par que las ganancias objetivas en ciberseguridad que un sistema como este brindaría a la Unión, y tanto la Comisión Europea como la incipiente industria cuántica europea trabajan en esto. Prueba de ello son los estudios liderados por Airbus, startups como ID Quantique o el Instituto Max Planck.
El sistema consistirá en un segmento terrestre, una infraestructura terrestre basada en redes de fibra, y un segmento espacial, coordinado por la Agencia Espacial Europea a través del proyecto SAGA, basado en satélites.
Casi nada.
Las expectativas de la industria cuántica europea
Bajar a tierra un desarrollo tecnológico de estas dimensiones requiere de una planificación estratégica poco común, y gran parte de la industria tecnológica europea equipara el desarrollo de la EuroQCI al proyecto Galileo, en aras de despejar dudas sobre cómo haremos operativa la implementación de esta infraestructura.
Los números que manejan, fechados en 2019, son ambiciosos: implementar la fase 1, redes de conectividad convencionales con capa extra de protección cuántica, entre 2021 y 2028, y lanzarse a desarrollar la fase 2, redes de información cuánticas - el internet cuántico - entre 2028 y 2035. Con mucho énfasis en tener listas, cuanto antes, las redes que enlazan nuestras metrópolis, como Madrid y Barcelona, entre sí.
La posición de España en su carrera por la ciberseguridad
La importancia estratégica de este proyecto, y de otros, para la seguridad de la Unión ha empujado a la Comisión Europea a hacer un llamamiento a las armas, a armar un ecosistema sano de investigación y desarrollo de estas tecnologías, sin demora.
Y, en este salto cualitativo de la ciberseguridad de la Unión Europea, España ocupa posiciones para jugar un papel más que relevante. Destacamos en óptica y en el desarrollo de tecnologías dentro de la vertical de comunicaciones cuánticas, siendo el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona un referente europeo. Colindando con gigantes como Thales y Airbus, Telefónica e INDRA ya se comprometieron en los alrededores de 2019 al desarrollo de esta arquitectura, y la conexión entre nuestras metrópolis, supervisada por un consorcio nacional ad hoc de estas tecnologías, ha sido de las primeras en ponerse en marcha, empujada por nuestro tejido emprendedor cuántico, y startups como Quside Technologies.
Desafíos presentes y futuros
Queda aún mucha tela que cortar para materializar este sueño de la ciberseguridad cuántica en Europa. A la Unión le mueven, también, las prisas: es cuestión de supervivencia, pensando en Estados Unidos y China, el disponer de esta nueva interfaz operativa.
Entre los desafíos más acuciantes están aquellos técnicos, puesto que la arquitectura del sistema está aún en elaboración, y se pide ella que sea segura por diseño, y que se contemple como modular y escalable, entendiendo que necesitaremos acoplar nuevos desarrollos y productos tecnológicos a medida que avancen las décadas.
Los contratos lanzados por la Comisión Europea no dejan lugar a dudas sobre la propiedad intelectual, puesto que la Unión adquirirá propiedad global e irrevocable sobre los materiales y diseños, y no se esperan movimientos de transferencia tecnológica.
Jugar con los diferentes grados de madurez de las tecnologías implicadas también será un arte, y contemplamos aprovechar el desarrollo de la criptografía cuántica y sus productos actuales, que aún necesitan de estándares de seguridad adecuados para la ocasión, mientras terminamos de entender cómo desarrollar un internet cuántico que permita a nuestros ordenadores intercambiar información cuántica, compartirla, y elevar por múltiplos la capacidad computacional de la UE, entre otros. El horizonte temporal para este sueño son dos décadas.
Entre las limitaciones a resolver, aquella de las señales cuánticas, cuyo pulso energético es comparativamente más débil que el de las señales eléctricas de nuestros canales habituales de conectividad. Por otro lado, es imposible copiar un estado cuántico sin destruir parte de la información que contiene, y su copia, a través de repetidores, constituye una de las bases de la comunicación cuántica. Problemas que puede solventar, quizá, el segmento espacial con el uso de satélites.
El horizonte último para la viabilidad de estas nuevas infraestructuras de conectividad, siempre en nuestra opinión, será el coste energético de estas soluciones. ¿Podremos afrontarlo?
Esta es, verdaderamente, una carrera de fotones hacia el olimpo de la ciberseguridad.
Conflicto de intereses: la autora del artículo pertenece al Consorcio de la Industria Cuántica Europea, y declara no percibir ganancias por la mención del proyecto EuroQCI en este artículo divulgativo.