Computació quàntica per protegir-se dels ciberatacs
El port de Rotterdam ha esdevingut la primera autoritat portuària i infraestructura crítica a provar la distribució quàntica de claus (QKD) per protegir-se dels ciberatacs. Erwin Rademaker, el seu ideòleg, explica PierNext com la computació quàntica està molt vinculada a l'estratègia d'innovació del port holandès d'apostar per tecnologies a una dècada vista.
Publicat el
23.01.2025
Salt quàntic al port de Rotterdam
Els ciberatacs són actualment el taló d'aquil·les del sector marítim i portuari. Segons l'estudi “Shifting tides, Rising Ransoms and Critical decisions. Progress on maritime cyber risks management maturity” de Thetius, CyberOwl, i HFW, el 2022 el 36% dels enquestats consideraven que les seves organitzacions havien estat objecte d'un ciberatac.
I segons un estudi realitzat per IBM, una sola bretxa en les dades costa a una organització del sector del transport una mitjana de 4,18 milions de dòlars.
Per acabar amb aquesta vulnerabilitat, Rotterdam s'ha convertit al primer port del món a provar la distribució quàntica de claus (en anglès, Quantum Key Distribution, QKD), un mètode de comunicació que executa un protocol criptogràfic que impedeix l'accés a informació sensible , ja que crea canals de comunicació que detecten qualsevol intent d'accés i garanteix que les claus criptogràfiques s'intercanviïn de manera segura.
- La tecnologia QKD es basa en les lleis de la física. “Això vol dir que si tens dues partícules quàntiques entrellaçades i algú vol accedir-ne a una, l'altra canviarà immediatament d'estat. Així sabem que algú va intentar entrar al sistema, ja que en el cas dels missatges protegits quànticament, en canviar d'estat desapareixen. Aquesta característica va motivar la nostra decisió d'apostar per la distribució quàntica de claus, ja que permet disposar d'un mètode de xifrat infinit i sostenible”, explica a PierNext Erwin Rademaker, responsable de les innovacions Horizon-3 del port holandès.
Actualment, no explica, s'estan desenvolupant mètodes d'encriptació postquàntica (PQC), uns sistemes criptogràfics dissenyats per ser resilients contra l'amenaça potencial d'ordinadors quàntics que reemplacen o complementen els sistemes criptogràfics tradicionals.
“Si, com és el nostre cas, és una infraestructura crítica, suposa una gran oportunitat d'innovació. Això va ser el que vam fer quan Quantum Delta Netherlands ens va convidar a unir-nos al seu programa i dissenyar una prova de concepte al nostre port”, ens comparteix Rademaker.
La prova de concepte de Rotterdam
L'esmentada Quantum Delta NL i un consorci format per l'Autoritat del Port de Rotterdam, Q*Bird, Single Quantum, Cisco, Eurofiber, Portbase, Intermax i InnovationQuarter van provar una connexió de xarxa quàntica escalable al port basada en connexions multipunt.
Q*Bird, una empresa desenvolupa maquinari i programari per donar suport al desenvolupament de xarxes quàntiques, des de QKD fins a Internet quàntica completa, va instal·lar un centre per crear una xarxa quàntica al centre de dades d'Eurofiber, un proveïdor d'infraestructura digital. a dos punts finals ubicats a Portbase, la plataforma digital que connecta els ports holandesos, i l'Autoritat del Port de Rotterdam. Durant el període de prova, aquests dos punts finals van intercanviar dades protegides amb claus quàntiques.
La generació i distribució de les claus es desenvolupa a la xarxa quàntica, on Q*Bird utilitza una configuració multipunt a multipunt única. Erwin Rademaker explica que es tracta d'una xarxa amb una forma similar a la d'una estrella a què es connecten els nodes, que es poden comunicar entre ells mitjançant el nexe central ubicat al mig, semblant a com funcionen les connexions a Internet.
- “En aquest trimestre instal·larem els dos darrers multipunts, amb duanes i el laboratori de proves de Q*Bird, per mesurar les ràtios de les claus i altres valors. La primera etapa va ser un èxit i, ara, a més de construir una aplicació de front-end, estem simulant missatges sobre posicions dels vaixells i aprofundirem en informació altament confidencial com l'escaneig de contenidors”, descriu.
- Per als dos mesos restants, explica que el laboratori de Q*Bird intentarà simular missatges multiusuari com aquells que s'intercanvien durant una escala portuària que involucra el vaixell, terminal, remolcadors, pràctics, etc, per provar diversos casos d'ús i tipus de missatges .
- Un cop la prova de concepte conclogui al març, destinaran aproximadament tres mesos per avaluar els resultats tecnològics i el finançament, i els reptes que s'han trobat pel camí.
L'aposta europea i americana per la tecnologia quàntica
El projecte de Rotterdam compta amb subvencions europees i holandeses. En el cas de la UE, el desembre del 2023, la Presidència espanyola del Consell de la UE va posar en marxa una declaració signada pels Estats en què reconeixen la importància estratègica de les tecnologies quàntiques per a la competitivitat científica i industrial de la UE.
A més, es comprometen a col·laborar en el desenvolupament d'un ecosistema de tecnologies quàntiques de categoria mundial a tot Europa i convertir-se en la regió líder en excel·lència i innovació quàntiques.
Rademaker destaca el que està succeint als Estats Units. En concret, la llei Biden de ciberseguretat, que estableix que totes les infraestructures crítiques del país han d'adoptar la tecnologia quàntica abans del 2035. “La UE està preparant una directiva similar i quan estigui a punt ajudarà a obtenir inversions i altres ajudes, però encara no hi som”, assenyala Rademaker.
- Pel que fa al sector, Hamburg és un altre dels ports pioners a explorar aquesta tecnologia. En aquest cas, i com a part del projecte europeu MOZART, el 2021 va optimitzar els 35 semàfors que regulen l'entrada i la sortida dels gairebé 20.000 camions que circulen diàriament per les seves instal·lacions, cosa que ha disminuït en un 9% les emissions de CO2 i en un 15% el temps de desplaçament.
- Los Angeles també regula el trànsit de camions amb un ordinador quàntic. D-Waves, una empresa pionera en computació quàntica, lidera un projecte els objectius principals del qual eren reduir els temps d'espera dels camions i minimitzar la distància total recorreguda per les grues. L'aplicació optimitza els moviments de les grues per seleccionar l'ordre de càrrega dels contenidors més eficient i segons diversos paràmetres. Aquest enfocament ha permès reduir considerablement el temps mitjà despera de dues a tres hores a menys d'una.
- Pér últim, el Grup CMA CGM crearà un Centre d'Excel·lència Quantum per al transport marítim i la logística en col·laboració amb Pasqal. L'empresa de transport busca millorar l'eficàcia de les operacions i la capacitat de resposta i adaptació a les fluctuacions del mercat. Un cas d'ús inicial és optimitzar la gestió de contenidors, inclosa la càrrega, en els vaixells de la manera més eficient possible.
Un altre motiu per apostar per la quàntica és que figura a la llista de tecnologies clau de la Unió Europea i també del govern holandès. Amb vista als gestors portuaris, Rademaker recomana analitzar els riscos d'inversió i valorar si la solució en qüestió val més la pena que les conseqüències que suposen les amenaces que de vegades no quantifiquem fins que passen.
L'estratègia innovadora de Rotterdam a dècada vista
Erwin Rademaker explica que el port de Rotterdam albira la innovació a partir de tres nivells que anomenen horitzons:
- El primer horitzó és aquella tecnologia que ja està llesta i per a la qual ja existeix un cas d'ús portuari que permet implementar-la immediatament.
- El segon fa referència a la disponibilitat tecnològica per a la qual, però, no n'hi ha un ús definit. Per exemple, cita el blockchain.
- El tercer i el de la seva competència, és el que aposta per una tecnologia que, tot i no estar a punt, anticipa la seva importància a mitjà termini per ser-ne prescriptor.
