Investigadores españoles han desarrollado una red de criptografía cuántica integrada en una red óptica comercial mediante tecnologías basadas en redes definidas por software (SDN), permitiendo la implementación de servicios de red cuánticos y clásicos de una manera flexible, de manera dinámica y escalable.

La red utiliza una infraestructura de fibra proporcionada por Telefónica España que conecta tres instalaciones ubicadas en el área metropolitana de Madrid. El juicio ha estado en curso desde el pasado mes de mayo, y recientemente se presentó un informe preliminar en QCRYPT2018, la conferencia más grande en el campo.

La red integra dispositivos de distribución de clave cuántica (QKD) desarrollados por el Laboratorio de Investigación de Huawei en Múnich. La integración de todos los elementos tecnológicos permitió demostrar que las técnicas QKD se pueden aplicar en un entorno de producción real, combinando la transmisión de datos y claves cuánticas sobre la misma fibra.

La gestión de los canales cuánticos y clásicos se realiza de forma integrada mediante técnicas SDN, compartiendo la red óptica de forma óptima. El hecho de que se haya desarrollado en una infraestructura existente utilizando sistemas de comunicaciones estándar destaca la madurez de esta tecnología, lo que permite cambiar entre enlaces que conectan puntos que pueden estar separados por hasta 60 kilómetros.

Veinte canales pueden compartir la misma fibra en la misma banda óptica que usa el canal cuántico, permitiendo la transmisión simultánea de señales cuánticas con más de dos terabytes por segundo de datos en redes de área metropolitana cuando se utilizan módulos estándar de 100 gigabytes por segundo.

Una solución cuántica de seguridad avanzada

Las comunicaciones seguras se basan en la criptografía, en el que la información se cifra mediante una clave secreta. Solo los usuarios que conocen la clave de descifrado pueden acceder a los mensajes secretos. Las técnicas criptográficas actualmente en uso para intercambiar claves o firmar documentos electrónicamente se basan en problemas matemáticos que requieren un tiempo excesivo para resolverlos. prohibir las intrusiones. Sin embargo, a medida que aumenta la capacidad informática, se reduce el tiempo de solución, junto con la seguridad de estos métodos.

Para evitar este problema, el tamaño de las claves ha tenido que aumentar a medida que ha aumentado la capacidad informática. Estas técnicas pueden volverse completamente obsoletas con la aparición de computadoras cuánticas que pueden resolver problemas actualmente intratables utilizando los principios de la mecánica cuántica. Estos incluyen romper las claves generadas por los métodos criptográficos más utilizados, inutilizando la mayor parte de la infraestructura de seguridad de las comunicaciones.

Sin embargo, Las tecnologías cuánticas ofrecen una solución a la vulnerabilidad de los métodos actuales. Con estas tecnologías, es posible aplicar principios cuánticos para generar una clave secreta a través de un canal de comunicación público, para que la llave esté segura contra cualquier ataque, incluyendo uno de una computadora cuántica. La tecnología cuántica incluso permite detectar cualquier intento de ataque de forma inmediata.

Tecnologías cuánticas

La distribución de claves cuánticas es una de estas tecnologías. No solo resuelve el problema de la amenaza que representa la computación cuántica para los algoritmos de generación de claves criptográficas que ya están en uso, también puede proporcionar un nivel de seguridad mucho mayor. QKD requiere una infraestructura física de fibras ópticas, como el proporcionado por Telefónica España utilizado para conectar los centros de comunicación en el programa piloto.

Hasta ahora, La viabilidad de QKD ha sido demostrada en laboratorios y en ensayos de campo controlados. pero siempre ha habido problemas con la capacidad de implementarlo en una infraestructura comercial e integrarlo con los mecanismos operativos de dicha infraestructura. Esta experiencia demuestra que es posible superar esos obstáculos.

En la red, También se ha utilizado una nueva tecnología cuántica para la distribución de claves cuánticas basada en "variables continuas" QKD (CV-QKD) que es más compatible con las tecnologías clásicas que con las existentes. La combinación de estas tecnologías ha permitido una completa red integrada de comunicaciones clásicas y cuánticas.

El despliegue sobre una infraestructura de comunicaciones existente y el uso de sistemas de telecomunicaciones estándar que se ha logrado en esta prueba es el primero de su tipo. demostrando la capacidad de esta tecnología para su uso en el mundo real.