Artículo de tendencias de IoT Solutions World Congress

En el escenario de futuro que plantean las “cosas” autónomas y conectadas, la seguridad se ha convertido en elemento de crítico. Aquí es donde la criptografía cuántica, que utiliza las leyes de la mecánica cuántica para la generación de claves seguras, entra en acción y busca garantizar las comunicaciones seguras de extremo a extremo.

La versátil interacción que tiene lugar en las comunicaciones entre personas y máquinas se presenta como un elemento vulnerable desde el punto de vista de la seguridad; un factor que emerge ante la necesidad de que tanto dispositivos como sensores y redes IoT sean capaces de resistir la carga de profundidad en complejidad computacional y matemática que emplean los cada vez más comunes ataques criptográficos, habida cuenta de la sofisticación de las amenazas procedentes de comunidades enteras de hackers operando desde cualquier lugar del mundo.

La criptografía poscuántica se presenta como el siguiente paso al que han de evolucionar los algoritmos criptográficos que se emplean habitualmente, los cuales han sido desarrollados teniendo en cuenta ciertos parámetros de seguridad con la finalidad de que protejan la información frente a ataques que puedan ser perpetrados por la futura potencia que adquirirán en un futuro los ordenadores cuánticos.

Es por ello que la criptografía poscuántica supone un progreso frente al uso que damos en la actualidad a los algoritmos criptográficos actuales, los cuales son altamente vulnerables ya que pueden ser fácilmente quebrantados a través de un ordenador cuántico medianamente potente. El problema con el que se enfrentan los algoritmos que se emplean habitualmente es que su seguridad depende de tres problemas matemáticos de gran complejidad que, paradójicamente, pueden resolverse con relativa facilidad por ordenadores cuánticos dotados de la suficiente potencia.

Incluso los ordenadores cuánticos experimentales que conocemos hoy resultan poco potentes para atacar cualquier algoritmo criptográfico convencional; no obstante, cada vez más criptógrafos apuestan por el diseño de nuevos algoritmos con mayor carga de complejidad con la finalidad de estar preparados en el momento en el que la era de la computación cuántica se convierta en una realidad.

Pese a que todavía no constituyen una materialidad dada la escasa potencia con que cuentan los primeros modelos actuales, la amenaza de las computadoras cuánticas es real, y que alguna de éstas caiga en manos de organizaciones de hackers también lo es. En un futuro no muy lejano se construirá una computadora cuántica con la suficiente potencia que será capaz de dar al traste con los procedimientos de seguridad en que confiamos. No obstante, cuando llegue el momento de la obtención del primer ordenador cuántico de elevada potencia computacional, los nuevos algoritmos poscuánticos deberán estar ya presentes y así permitir a las infraestructuras y tecnologías seguras que se han desarrollado en las últimas décadas seguir funcionando con seguridad con apenas unos cambios menores.

La organización de seguridad Kaspersky vaticina en su blog la desaparición de la criptografía tal y como la conocemos hoy. “La informática cuántica podría ser la salvación de este nuevo mundo emergente, si bien el modo en que existe la criptografía hoy en día terminará por desaparecer. La tesis que defiende que ‘la criptografía es uno de los muchos campos en que el conflicto antagonista continúa favoreciendo al defensor' será duramente refutada hasta que se introduzcan unos algoritmos criptográficos poscuánticos efectivos”, señala la organización de seguridad.

Además de defender el uso de algoritmos poscuánticos en seguridad IoT, la firma rusa de ciberseguridad ha desarrollado un sistema operativo que según señala es “inhackeable”, con la finalidad de aumentar y proteger la seguridad de sistemas, dispositivos, sensores y redes. Así, Kaspersky OS, es un sistema operativo que, de momento, ya está instalado en cierto tipo de switches de 3 capas que van a proporcionar elevados niveles de seguridad en el flujo de datos. La característica más destacada de este SO es que está fundamentado en una arquitectura de microkernel, lo que significa que no contiene ningún elemento de Linux, permitiéndole de este modo realizar ensamblajes de diferentes bloques para que cada usuario cree la versión ideal del sistema operativo.

“Hackear este SO significa que habría que romper la firma digital, y esta posibilidad solo está al alcance de los ordenadores cuánticos. Otra gran diferencia de Kaspersky OS es que no utiliza ningún elemento de Linux, lo que le confiere la capacidad de poder controlar el comportamiento tanto de las aplicaciones como del propio sistema operativo”, puntualizaba recientemente Eugene Kaspersky, CEO de la compañía que lleva su nombre, en un post publicado en su blog.

Ya, desde la plataforma de IoTSWC2016, Andrey Nikishin, Special Projects Director de Kaspersky Lab, advertía en su ponencia de la peligrosidad que constituía el maridaje de la seguridad embebida (o empotrada) en los sistemas de comunicaciones. “En el ciberespacio, solo IoT representa al mundo ciberfísico que, en muchos casos, sufre las consecuencias de un ciberataque perpetrado con éxito. Un ataque que hubiese tenido repercusiones mínimas de producirse en arquitecturas IT de configuraciones estáticas basadas en microkernel”, puntualizada Nikishin.

Además de Kaspersky, IBM ha puesto en marcha toda su maquinaria para dar a luz equipos completamente cuánticos con la finalidad de ofrecer sus IBM Q a través de su red de cloud computing. Para ello, aprovechará el proyecto IBM Quantum Experience, una plataforma estrenada el año pasado sobre un procesador de cinco qubits*.

Pero IBM y Kaspersky no representan las únicas empresas interesadas en informática cuántica orientada a IoT de aplicación industrial; Microsoft, Google e Intel también están tras ella con enfoques completamente diferentes. Aunque, si nos atenemos a la definición de informática cuántica, se puede decir que ya existe un equipo considerado como tal. Se trata del D-Wave, fabricado por la compañía del mismo nombre, que comercializa cada unidad por varios millones de dólares. Es el caso del D-Wave 2000Q; la cifra de 2.000 hace referencia a los qubits que tiene la máquina bajo un complejo sistema de refrigeración.

Con respecto a los progresos de firmas como D-Wave, Kaspersky reconoce que la computación cuántica lleva a la trayectoria de convertirse en una realidad; no obstante: “Todavía no puedes tocar uno, pero está bien ver que existen plataformas informáticas de ordenadores cuánticos. Dicha comprobación requiere cierto nivel de ingenio informático, por lo que la mayoría de la población mundial tendrá que esperar. Pero con más grandes firmas invirtiendo en el esfuerzo, como Intel, IBM, Google y Microsoft, parece inevitable que veamos algún resultado práctico”, señala la organización en un post.

En definitiva, lo que viene a destacar esta compañía de ciberseguridad, al igual que otras empresas de la industria IT, es que el logro de D-Wave no supone más que el reflejo de que la era de la computación cuántica se encuentra en sus estadios primigenios; todo está por ver en el panorama tecnológico dado que todavía no se ha convertido en un comodity, y representa un gran reto en un área emergente como el ecosistema de IIoT.

La aproximación de Intel en el panorama cuántico para IoT pasa por grandes inversiones en el desarrollo de nuevos modelos de elementos de computación formados por ordenadores cuánticos que llevan incorporados chips neuromórficos. “El potencial de la informática cuántica viene fundamentado por la enorme capacidad de las máquinas cuánticas a la hora de procesar en paralelo múltiples cálculos procedentes de grandes volúmenes de qubits; en tanto que la modelación de los chips neuromórficos sigue una estructura semejante a la del cerebro humano, con la finalidad de que las máquinas sean capaces de tomar decisiones en función de patrones y asociaciones”, afirmaba recientemente Brian Krzanich, CEO de Intel.

Microsoft es otra de las grandes organizaciones que está dedicando esfuerzos ingentes a proyectos de informática cuántica. Uno de ellos es LIQUi|>, un proyecto de investigación en el que un buen número de desarrolladores del equipo QuArc (Quantum Architecture and Computation Group) de Microsoft Research lleva investigando más de una década, con el objetivo de crear una generación informática mucho más avanzada a la actual que promete tener un profundo impacto en el segmento de los sensores para IoT. Además de QuArC, el laboratorio Station Q de Microsoft, dirigido por el matemático Michael Freedman, está trabajando en un proyecto llamado ‘Topological Quantum Computing’, que según estima la compañía, tendrá un comportamiento más estable que otras metodologías cuánticas.

En algún lugar de California, Google está construyendo una máquina que, según señala la propia organización, revolucionará los procesos de la informática convencional. Si este proyecto —que podría ver la luz a finales de este año— tiene éxito, el impacto que puede causar en el sector industrial será todavía mayor, de acuerdo con la compañía. El objetivo de Google es claro y simple: mostrar de una vez por todas que la informática cuántica puede llevar a la obsolescencia a los superordenadores más avanzados, y poner sobre la mesa la supremacía de quantum computing.

El debate acerca de la informática cuántica y su evolución en el terreno de IoT de aplicación industrial se añadirá a la estructura de conferencias del evento IoT Solutions World Congress 2017, que ya se ha convertido en referente mundial en Internet de las cosas industrial (IIoT). Dicho acontecimiento también abarcará temas como la inteligencia artificial, blockchain, big data, la transformación digital, la computación en nube, la robótica, los sensores, la seguridad, los objetos inteligentes, estándares, nuevos modelos de negocio, almacenamiento de datos y predicción analítica.

(*) Un qubit o cúbit (bit cuántico) es un sistema computacional que presenta dos estados propios de forma simultánea. Se trata de un sistema que solo puede ser descrito correctamente a través de mecánica cuántica, y presenta dos estados bien distinguibles mediante medidas físicas.

Acerca de IoTSWC

La tercera edición del IoTSWC experimentará un crecimiento significativo. El evento mundial líder en IIoT reunirá a más de 220 empresas y 250 expositores para mostrar y discutir los últimos productos y aplicaciones de esta tecnología disruptiva que ya está aumentando la producción mediante procesos automatizados y que cambiará los modelos de negocio en muchas industrias. Con el apoyo de las principales asociaciones internacionales del sector –el Industrial Internet Consortium, Industrie 4.0, y la Industrial Valuechain Initiative–, la edición de este año ocupará dos pabellones del recinto de Gran Via de Fira de Barcelona en lugar de uno como en 2016 y espera aumentar el número de expositores en casi un 30%. Es el mayor evento de su tipo y el único que combina espacio de exposición, transferencia de conocimiento, bancos de pruebas y redes profesionales al más alto nivel.

Además, en octubre de 2017, Fira de Barcelona se convertirá en una de las mayores plataformas internacionales para la industria con la celebración de la Barcelona Industry Week. El evento incluirá el IoTSWC junto con las ferias Expoquimia, Eurosurfas, Equiplast y In(3D)ustry From Needs to Solutions, el Congreso Mundial de Ingeniería Química y el World Chemical Summit, así como evento Smart Chemistry, Smart Future, todos ellos en el recinto de la Gran Via.

Un número creciente de compañías IT trabaja en el desarrollo de nuevos modelos de computación dotados de metodologías de interacción innovadoras que garanticen la comunicación segura entre humanos, sensores y plataformas de analítica de datos

Organizaciones como Kaspersky Lab., IBM, Google, Microsoft o Intel, entre otras, llevan tiempo investigando en nuevos procedimientos para incrementar la potencia computacional que sustenta los sistemas de IoT a través de la informática cuántica