Computación cuántica para protegerse de los ciberataques
El puerto de Rotterdam se ha convertido en la primera autoridad portuaria e infraestructura crítica en probar la distribución cuántica de claves (QKD) para protegerse de los ciberataques. Erwin Rademaker, su ideólogo, explica a PierNext cómo la computación cuántica está muy vinculada a la estrategia de innovación del puerto holandés de apostar por tecnologías a una década vista.
Publicado el
23.01.2025
Salto cuántico en el puerto de Rotterdam
Los ciberataques son, actualmente, el talón de aquiles del sector marítimo y portuario. Según el estudio “Shifting tides, Rising Ransoms and Critical decisions. Progress on maritime cyber risks management maturity” de Thetius, CyberOwl, y HFW, en 2022 el 36% de los encuestados consideraban que sus organizaciones habían sido objeto de un ciberataque.En la encuesta de 2023 la respuesta fue parecida (35%), pero el coste de dichos ataques había aumentado en un 200%.
Y según un estudio realizado por IBM, una sola brecha en los datos le cuesta a una organización del sector del transporte una media de 4,18 millones de dólares.
Para acabar con esta vulnerabilidad, Rotterdam se ha convertido en el primer puerto del mundo en probar la distribución cuántica de claves (en inglés, Quantum Key Distribution, QKD), un método de comunicación que ejecuta un protocolo criptográfico que impide el acceso a información sensible, ya que crea canales de comunicación que detectan cualquier intento de acceso y garantiza que las claves criptográficas se intercambien de forma segura.
- La tecnología QKD se basa en las leyes de la física. “Esto quiere decir que si tienes dos partículas cuánticas entrelazadas y alguien quiere acceder a una de ellas, la otra cambiará inmediatamente de estado. Así sabemos que alguien intentó entrar en el sistema, ya que en el caso de los mensajes protegidos cuánticamente, al cambiar de estado desaparecen. Esta característica motivó nuestra decisión de apostar por la distribución cuántica de claves, ya que te permite disponer de un método de cifrado infinito y sostenible”, explica a PierNext Erwin Rademaker, responsable de las innovaciones Horizon-3 del puerto holandés.
Actualmente, no explica, se están desarrollando métodos de encriptación post-cuántica (PQC), unos sistemas criptográficos diseñados para ser resilientes contra la amenaza potencial de computadoras cuánticas que reemplazan o complementan a los sistemas criptográficos tradicionales.
“Si, como es nuestro caso, se trata de una infraestructura crítica, supone una gran oportunidad de innovación. Esto fue lo que hicimos cuando Quantum Delta Netherlands nos invitó a unirnos a su programa y diseñar una prueba de concepto en nuestro puerto”, nos comparte Rademaker.
La prueba de concepto de Rotterdam
La mencionada Quantum Delta NL y un consorcio formado por la Autoridad del Puerto de Rotterdam, Q*Bird, Single Quantum, Cisco, Eurofiber, Portbase, Intermax e InnovationQuarter probaron una conexión de red cuántica escalable en el puerto basada en conexiones multipunto.
Q*Bird, una empresa desarrolla hardware y software para apoyar el desarrollo de redes cuánticas, desde QKD hasta la Internet cuántica completa, instaló un centro para crear una red cuántica en el centro de datos de Eurofiber, un proveedor de infraestructura digital. Este nexo central se ha conectado a dos puntos finales ubicados en Portbase, la plataforma digital que conecta los puertos holandeses, y la Autoridad del Puerto de Rotterdam. Durante el período de prueba, estos dos puntos finales intercambiaron datos protegidos con claves cuánticas.
La generación y distribución de las claves se desarrolla en la red cuántica, donde Q*Bird utiliza una configuración multipunto a multipunto única. Erwin Rademaker explica que se trata de una red con una forma similar a la de una estrella a la que se conectan los nodos, que pueden comunicarse entre ellos mediante el nexo central ubicado en medio, similar a cómo funcionan las conexiones en Internet.
- “En este trimestre vamos a instalar los dos último multipuntos, con aduanas y el laboratorio de pruebas de Q*Bird, para medir los ratios de las claves y otros valores. La primera etapa fue un éxito y, ahora, además de construir una aplicación de front-end, estamos simulando mensajes sobre posiciones de los buques y vamos a ahondar en información altamente confidencial como el escaneo de contenedores”, describe.
- Para los dos meses restantes, explica que el laboratorio de Q*Bird intentará simular mensajes multiusuario como aquellos que se intercambian durante una escala portuaria que involucra al buque, terminal, remolcadores, prácticos, etc, para probar varios casos de uso y tipos de mensajes.
- Una vez la prueba de concepto concluya en marzo, destinarán aproximadamente tres meses para evaluar los resultados tecnológicos y a nivel de financiación, y los retos que se han encontrado por el camino.
La apuesta europea y americana por la tecnología cuántica
El proyecto de Rotterdam cuenta con subvenciones europeas y holandesas. En el caso de la UE, en diciembre de 2023, la Presidencia española del Consejo de la UE puso en marcha una declaración firmada por los Estados en la que reconocen la importancia estratégica de las tecnologías cuánticas para la competitividad científica e industrial de la UE.
Se comprometen, además, a colaborar en el desarrollo de un ecosistema de tecnologías cuánticas de categoría mundial en toda Europa y convertirse en la región líder en excelencia e innovación cuánticas.
Rademaker destaca lo que está sucediendo en EE.UU. En concreto, la ley Biden de ciberseguridad, que establece que todas las infraestructuras críticas del país deben adoptar la tecnología cuántica antes de 2035. “La UE está preparando una directiva similar y cuando esté lista ayudará a obtener inversiones y otras ayudas, pero todavía no estamos ahí”, señala Rademaker.
- En lo que al sector se refiere, Hamburgo es otro de los puertos pioneros en explorar esta tecnología. En este caso, y como parte del proyecto europeo MOZART, en 2021 optimizó los 35 semáforos que regulan la entrada y salida de los casi 20.000 camiones que circulan diariamente por sus instalaciones, lo que ha disminuido en un 9% las emisiones de CO2 y en un 15% el tiempo de desplazamiento.
- Los Ángeles también regula su tráfico de camiones con un ordenador cuántico. D-Waves, una empresa pionera en computación cuántica, lidera un proyecto cuyos objetivos principales eran reducir los tiempos de espera de los camiones y minimizar la distancia total recorrida por las grúas. La aplicación optimiza los movimientos de las grúas para seleccionar el orden de carga de los contenedores más eficiente y en función de varios parámetros. Este enfoque ha permitido reducir considerablemente el tiempo medio de espera de dos a tres horas a menos de una.
- Por último, el Grupo CMA CGM creará un Centro de Excelencia Quantum para el transporte marítimo y la logística en colaboración con Pasqal. La empresa de transporte busca mejorar la eficacia de sus operaciones y su capacidad de respuesta y adaptación a las fluctuaciones del mercado. Un caso de uso inicial es el de optimizar la gestión de contenedores, incluida su carga, en los buques de la forma más eficiente posible.
Otro motivo para apostar por la cuántica es que figura en la lista de tecnologías clave de la Unión Europea y también del gobierno holandés. De cara a los gestores portuarios, Rademaker recomienda analizar los riesgos de inversión y valorar si la solución en cuestión merece más la pena que las consecuencias que suponen las amenazas que a veces no cuantificamos hasta que suceden.
La estrategia innovadora de Rotterdam a década vista
Erwin Rademaker explica que el puerto de Rotterdam vislumbra la innovación a partir de tres niveles que denominan horizontes:
- El primer horizonte es aquella tecnología que ya está lista y para la cual ya existe un caso de uso portuario que permite implementarla inmediatamente.
- El segundo hace referencia a la disponibilidad tecnológica para la cual, sin embargo, no existe un uso definido. Por ejemplo, cita el blockchain.
- El tercero y el de su competencia, es el que apuesta por una tecnología que, a pesar de no estar lista, anticipa su importancia a medio plazo para ser prescriptor de la misma.
