La criptografía cuántica funciona en redes ópticas comerciales

La criptografía cuántica funciona en redes ópticas comerciales


Por primera vez, España ha experimentado con éxito una red de criptografía cuántica en redes ópticas comerciales. Desde el pasado mes de mayo, tal como informamos en otro artículo, esta red ha usado los sistemas de comunicaciones desplegados en redes ópticas estándar, valiéndose de conmutación con enlaces de hasta 60 kilómetros cada uno.

Telefónica ha facilitado la infraestructura de esta experiencia, conectando para ello tres de sus centrales situadas en el área metropolitana de Madrid. La red de criptografía cuántica ha empleado a su vez tecnologías basadas en SDN (Software Defined Networking), que  facilitan la implementación de servicios de red de una manera flexible, dinámica y escalable.

La red integra asimismo equipos de distribución cuántica de claves (CV-QKD) desarrollados  por los Laboratorios de Investigación de Huawei en Munich, con la colaboración del Centro de Simulación Computacional (CCS) de la Universidad Politécnica de Madrid, a través del Grupo de Investigación en Información y Computación Cuántica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos.

Los módulos de gestión de la red basados en SDN han sido desarrollados por  el equipo de Innovación en Tecnologías de Red del GCTIO de Telefónica, y los mecanismos de integración de la criptografía cuántica han sido desarrollados por el CCS  con tecnologías SDN y NFV (Network Function Virtualization).

La integración de todos estos elementos ha permitido demostrar que las técnicas QKD se pueden aplicar  en un entorno de producción real, combinando la transmisión de datos y de claves cuánticas sobre la misma fibra.

También ha comprobado que es posible llevar a cabo la gestión de estos servicios y su uso a través de diferentes aplicaciones. Según los protagonistas de esta experiencia, que toda la experiencia se haya desarrollado sobre una infraestructura en producción y usando los sistemas de comunicaciones desplegados en redes ópticas estándar destaca la madurez de esta tecnología.

Esta tecnología es capaz de más de 20 canales compartiendo la misma fibra y en la misma banda óptica que usa el canal cuántico, lo que le permite transmitir más de 2 Tbps de datos usando tecnología de comunicaciones estándar de 100 Gbps en redes de área metropolitana.

Seguridad cuántica

Todas las comunicaciones seguras se basan en el uso de la criptografía, de manera que la información se cifra utilizando una clave que permite que sólo los participantes que la conocen sean capaces de descifrar los mensajes intercambiados entre ellos. Las técnicas actuales de criptografía están basadas en problemas matemáticos que son complejos de resolver. A medida que la capacidad de computación crece, el tiempo de resolución de estos problemas, y por tanto la seguridad de las claves, disminuye.

El tamaño de las claves y la complejidad de los algoritmos de encriptación han tenido que aumentar a medida que la capacidad de cálculo ha ido creciendo. Y estas técnicas pueden quedar completamente obsoletas con la aparición de los ordenadores cuánticos, capaces de aplicar los principios de la Mecánica Cuántica para la resolución de problemas actualmente insolubles, incluyendo el romper las claves generadas por los métodos actuales de criptografía, haciendo inútiles la mayoría de las infraestructuras de seguridad en las comunicaciones.

Las tecnologías cuánticas ofrecen, sin embargo, una solución a la vulnerabilidad de los métodos actuales. Con estas tecnologías es posible aplicar principios cuánticos para intercambiar una clave entre los extremos de un canal de comunicaciones, de manera que esa clave sea segura frente a cualquier ataque, incluyendo los de un ordenador cuántico. La tecnología cuántica hace posible incluso que cualquier intento de ataque sea inmediatamente detectado.