Junto con su promesa, las computadoras cuánticas podrían amenazar la seguridad en la que se basa nuestro ecosistema digital.
Para contrarrestar esta amenaza, debemos crear una comunidad global de partes interesadas comprometidas con la promoción de aplicaciones cuánticas seguras y protegidas.
Los fundamentos de este nuevo paradigma de seguridad ya están establecidos, pero primero hay que superar algunas barreras.
El poder de las computadoras cuánticas supone una amenaza sin precedentes para la seguridad de nuestros datos gracias a su potencial para romper la criptografía que sustenta nuestro ecosistema digital. La comunidad tecnológica puede abordar y gestionar este riesgo, que tiene potencial para actuar como un obstáculo estratégico para la adopción más amplia de la tecnología cuántica; hacerlo ayudará a desbloquear el potencial de valor de billones de dólares de la tecnología cuántica para la economía mundial.
Por todos los avances espectaculares que ofrecerán, las computadoras cuánticas podrían amenazar nuestra capacidad para cifrar la información e intercambiarla de forma segura. Aunque este avance tiene el potencial de provocar importantes trastornos económicos y geopolíticos, la tecnología para mitigar este riesgo existe hoy, y también representa una oportunidad transformadora para ofrecer un nuevo nivel de confianza y seguridad digitales.
Lo que el mundo necesita es una coalición de seguridad cuántica: una comunidad global de quienes se comprometen a promover la adopción segura de nuevas aplicaciones cuánticas, a fomentar una mejor alfabetización cuántica entre los líderes mundiales y a acelerar un ecosistema mundial seguro, que incluya la tecnología de seguridad cuántica, capaz de desbloquear de forma segura el verdadero valor y potencial de esta tecnología.
Principios de seguridad cuántica
La ciencia cuántica se utiliza ahora para desarrollar una sólida respuesta de ciberseguridad tanto a la amenaza futura como a la situación actual de amenazas. Las tecnologías resultantes pueden sentar las bases de una nueva base de seguridad que supondrá un cambio sustancial en nuestra capacidad para proteger nuestra infraestructura digital, pero necesitamos actuar ya para incentivar su adopción generalizada en todo el ecosistema digital.
Aprovechando las leyes de la física, las tecnologías habilitadas por la cuántica, como la distribución cuántica de claves y la generación cuántica de números aleatorios, no son susceptibles a ataques ni de computadoras cuánticas ni de técnicas matemáticas avanzadas. Por ello, pueden proporcionar una seguridad robusta y preparada para el futuro, y potencialmente un nuevo paradigma de confianza que hoy no está disponible con los enfoques tradicionales.
Estos enfoques basados en la física, sustentados en software avanzado de ciberseguridad y en estrategias criptográficas de nueva generación (conocidas como algoritmos poscuánticos), ofrecen una infraestructura de ciberseguridad resiliente capaz de proteger nuestra vida digital y nuestras sociedades conectadas, hoy y en el futuro. Las tecnologías habilitadas por la cuántica constituyen el núcleo de los principios cuánticos que pueden emplearse para garantizar la seguridad de las comunicaciones digitales. Los siguientes ejemplos de posibles aplicaciones desempeñarán un papel fundamental en la construcción de confianza en el ecosistema digital.:
1. La tecnología de distribución cuántica de claves utiliza efectos cuánticos para proteger el eslabón más crítico y vulnerable de la cadena de seguridad: el intercambio de claves de cifrado entre las partes. El siguiente diagrama ilustra un sistema de distribución cuántica de claves que utiliza un canal basado en fibra óptica para intercambiar material de clave, protegido por las leyes de la física cuántica. También se están desarrollando adaptaciones a otros canales, como la distribución cuántica de claves «por el aire» ('over-the-air').
2. Los efectos cuánticos también pueden aprovecharse para generar flujos de alta velocidad de bits verdaderamente aleatorios (conocidos como de entropía completa), que pueden utilizarse para construir claves de cifrado de alta calidad. Al ser verdaderamente aleatorias, y por tanto impredecibles, estas claves son más seguras. Los dispositivos que captan estos efectos cuánticos ya están maduros y actualmente se despliegan en la tecnología y la infraestructura existentes.
La importancia de la entropía en la seguridad queda bien ilustrada por las advertencias sobre lo que ha ocurrido cuando se ha confiado demasiado en enfoques deterministas o algorítmicos para generar números aleatorios.
En 2017, hackers rusos estafaron a casinos por millones de dólares al atacar algoritmos débiles (basados en software) de generación de números pseudoaleatorios en las máquinas tragamonedas. Utilizaron teléfonos inteligentes para registrar los patrones de giro de los rodillos de las máquinas tragamonedas y, después, aplicaron ingeniería inversa al algoritmo subyacente de generación de números aleatorios. Esto permitió a los hackers predecir los giros y monetizar esa previsibilidad. Como consecuencia, la industria del juego ha sido una de las primeras en empezar a aprovechar el potencial de la generación cuántica de números verdaderamente aleatorios.
Construir una coalición de seguridad cuántica
Los fundamentos de este nuevo paradigma de seguridad están firmemente establecidos; sin embargo, se necesita más trabajo para impulsar su adopción generalizada. Se trata de una tecnología nueva y, dentro del ecosistema de seguridad, se avanza en los ámbitos académico, en los laboratorios de innovación y en las comunidades técnicas especializadas. No obstante, en el campo de la seguridad identificamos dos barreras principales que la comunidad en general debe abordar:
Barrera 1: madurez y estándares
Aunque la entropía cuántica es una tecnología conocida y de gran capacidad para generar claves de cifrado, que además está lista para su implementación generalizada, aún persisten barreras para el despliegue de otros componentes de los principios cuánticos, en concreto los algoritmos poscuánticos y la distribución cuántica de claves. Esto incluye determinar cuáles de los algoritmos poscuánticos propuestos ofrecerán la seguridad más robusta y duradera, minimizando al mismo tiempo las repercusiones operativas y los costes. Del mismo modo, hay múltiples tipos diferentes de distribución cuántica de claves en desarrollo que responden a una serie de necesidades, lo que puede generar confusión entre los primeros adoptantes.
Barrera 2: construir el ecosistema de seguridad cuántica
Actualmente existe una gran brecha en cuanto a la concienciación y la información sobre las posibles aplicaciones, los riesgos y las soluciones de seguridad asociadas a la tecnología cuántica. Para los líderes encargados de garantizar la seguridad y la integridad de los sistemas en los que confían las empresas, el debate sobre la seguridad cuántica sigue plagado de exageraciones. La comunidad puede cambiar esta situación fomentando la alfabetización cuántica a nivel de consejo de administración y de director ejecutivo. Esto requerirá medidas tanto a nivel individual como a nivel de liderazgo colectivo, desde la elaboración de un inventario de activos de información (incluida la infraestructura compartida) y el desarrollo de una comprensión exhaustiva de los riesgos que podría afectar la tecnología cuántica, hasta la elaboración de una hoja de ruta que identifique los hitos clave y los eventos desencadenantes.
Paralelamente, esta transición tecnológica exige el desarrollo urgente de una cantera de profesionales capaces de aplicar estos principios de forma eficaz. Se prevé que solo el mercado de la seguridad cuántica crezca a nivel mundial hasta alcanzar los 25.000 millones de dólares en apenas unos pocos años. La comunidad debe empezar a invertir en habilidades, y el ecosistema de suministro debe empezar a prepararse para una postura de seguridad digital habilitada por la tecnología cuántica. La aceleración de las iniciativas impulsadas por los gobiernos como las anunciadas en Estados Unidos, la UE, India, Japón y Australia también contribuirán.
Garantizar nuestro futuro cuántico
Es imperativo que la comunidad de ciberseguridad empiece a construir y acelerar la adopción de tecnologías de seguridad cuántica, y a trasladar su valor del ámbito técnico al transformador. Esta tecnología emergente ya se está implementando para desarrollar una sólida respuesta de ciberseguridad a la amenaza criptográfica potencial, pero estas nuevas tecnologías habilitadas por la cuántica sientan las bases de una nueva base de seguridad que supondrá un cambio sustancial en nuestra capacidad para proteger la infraestructura digital.
