O investigador de atlanTTic Marcos Curty participa en Caramuel, primeira misión satelital en órbita xeoestacionaria para comunicacións cuánticas

A Universidade de Vigo é unha das entidades que está a participar no estudo de viabilidade de Caramuel. Trátase da primeira misión satelital global en órbita xeoestacionaria destinada á distribución cuántica de claves, unha das principais tecnoloxías que definirán as comunicacións seguras do futuro. Financiado pola Axencia Espacial Europea e liderado pola empresa Hispasat, este estudo reúne a participación de múltiples empresas e organismos internacionais. O obxectivo é o de desenvolver unha carga útil que sitúe a España á vangarda das comunicacións espaciais seguras. “A intención é lanzar un satélite comercial xeoestacionario para comunicacións cuánticas, algo que, se todo sae ben, podería producirse en 2025”, explica o profesor e investigador de atlanTTic, Marcos Curty, responsable deste proxecto na Universidade de Vigo.

Só as tecnoloxías cuánticas poderán garantir a seguridade das comunicacións

A aparición dos computadores cuánticos, fronte aos tradicionais, achega unha potencia computacional moito maior para determinados problemas. Entre eles, a descomposición en factores primos nos que está baseada a seguridade da actual criptografía non simétrica. Isto supoñerá un cambio de paradigma nas comunicacións seguras, xa que atacantes con ordenadores cuánticos poderán descifrar as encriptacións actuais en cuestión de segundos. Por iso, é fundamental o desenvolvemento dun sistema que permita enviar información coas garantías necesarias. Imprescindible en comunicacións gobernamentais, xestión de infraestruturas críticas e aplicacións e servizos económicos, ambientais ou tecnolóxicos, ou en grandes corporacións.

A distribución cuántica de claves mediante un sistema de comunicacións ópticas permite garantir con certeza a súa seguridade. A integridade das claves establecidas verifícase de maneira continua grazas ás propiedades cuánticas dos fotóns. Na actualidade, a tecnoloxía comercial non permite usar conexións baseadas en fibra óptica para establecer comunicacións cuánticas de algo máis de 100 quilómetros de distancia sen empregar nodos confiables. En cambio, o uso do satélite para o envío de claves cuánticas permite cubrir calquera distancia, xa que a atenuación do sinal é menor no espazo libre. As coberturas xeoestacionarias permiten establecer estas comunicacións entre continentes cun só satélite de maneira continua e sen establecer seguimento do sinal.

Segundo Curty, “a criptografía clásica non pode garantir a seguridade das comunicacións, salvo que a capacidade computacional dun atacante este limitada, e co desenvolvemento dos computadores cuánticos a seguridade das comunicacións actuais está seriamente amenazada”. Insiste tamén en que, pola contra, “as tecnoloxías cuánticas poden garantir a seguridade das comunicacións, independentemente da capacidade computacional do atacante”.

A UVigo encargouse de avaliar os diferentes protocolos cuánticos…

Na actualidade a misión Caramuel atópase na fase A. Nela a UVigo participa liderando o paquete de traballo relacionado coa avaliación de protocolos. Tal e como explica Curty, o principal mérito das comunicacións cuánticas é que se pode demostrar que son seguras. Para establecer unha clave criptográfica pódense empregar diferentes protocolos cuánticos, unha especie de lista sobre o que se debe facer. Esta  inclúe que sinais cuánticas hai que transmitir, que tipo de medidas realizar no receptor e como procesar os datos.

“O obxectivo final é destilar unha clave secreta, unha serie de números –ceros e uns-  totalmente aleatorios que son iguais entre o emisor e o receptor, garantindo a súa seguridade, é dicir, que ningún posible atacante poida ter acceso á información”, salienta Curty. Recalca ademais o feito de que ter unha clave secreta simétrica é fundamental para transmitir a información de maneira segura. “Na UVigo o que fixemos foi avaliar todos os protocolos existentes e seleccionar aquel que se considera máis adecuado para este tipo de misión, é dicir, aquel que permite establecer claves desde un satélite xeoestacionario, algo que a maioría non permitiría debido as perdas ópticas neste tipo de enlace”.

A maiores fíxose tamén unha estimación da taxa de xeración de claves secretas que se poderían chegar a alcanzar. Dito doutro xeito, cantos bits de claves secretas por segundo sería posible lograr cun satélite xeoestacionario. Feito que vai variar en función dos parámetros de seguridade que se queiran conseguir. “Por outra banda, tamén damos consellos sobre á implementación dos protocolos relativos ao hardware, é dicir, sobre como se poderían implementar estes protocolos de manera máis eficiente”, salienta o investigador da Escola de Enxeñaría de Telecomunicación.

… e participa tamén no comité asesor da misión

Ademais de liderar o paquete de traballo de Avaliación de Protocolos, a Universidade de Vigo participa tamén no comité asesor. Esta encárgase de supervisar o conxunto de tarefas que se fixeron e que se están facer. “Somos responsables de revisar a tecnoloxía dos protocolos cuánticos seleccionados, algo moi vinculado ás tarefas do grupo de traballo que nós lideramos, de revisar a arquitectura global do sistema –como se vai facer para establecer as claves entre os diferentes puntos- e de avaliar a seguridade de extremo a extremo”.