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Solo harían falta tres hackers para destruir todo el internet cuántico

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Una investigación revela que si tres ciberdelincuentes se pusieran de acuerdo para infectar la infraestructura al mismo tiempo, toda la información sería irrecuperable. Antes de que esta tecnología se haga realidad es necesario entender las amenazas a las que se enfrenta y buscar soluciones

  • por Emerging Technology From The Arxiv | traducido por Ana Milutinovic
  • 14 Febrero, 2019

Se cree que el primer virus informático de la historia fue un programa llamado Creeper que infectó los ordenadores Apple II a principios de la década de 1980. Fue creado por un estudiante de secundaria de 15 años en 1981 como una broma. Desde entonces, ha nacido todo un abanico de software malicioso y otras actividades capaces de destruir datos y espiar las comunicaciones.

Una forma de combatir las escuchas digitales utiliza las reglas de la física cuántica para proteger los datos. De hecho, actualmente se está destinando una gran inversión para diseñar y probar una versión cuántica de internet que impediría el espionaje y haría que las comunicaciones fueran seguras casi al 100 %.

Pero este enfoque plantea una cuestión interesante. ¿Cómo podrían los actores malintencionados atacar ese tipo de internet cuántico?

Eso es justo lo que intenta responder el trabajo del investigador de la Universidad George Washington (EE.UU.) Neil Johnson y algunos compañeros, cuyas conclusiones son bastante preocupantes. El equipo ha descubierto una forma con la que los ciberterroristas cuánticos podrían derribar el internet cuántico casi al instante y sin revelar su identidad. Pero lo más preocupante es que no hay ninguna manera obvia de combatir este nuevo tipo de ataque.

El equipo empezó su investigación creando un modelo matemático de internet cuántico. Se trata de una red en la que puede coexistir una gran cantidad de fotones entrelazados. Para los propósitos del modelo, Johnson y sus colegas lo consideran como una especie de nube cuántica de fotones entrelazados con los que las personas interactúan insertando sus propios fotones con información cuántica. Una característica clave de ese sistema es que la existencia de todo internet entrelazado viene descrita por una única función cuántica.

La pregunta que los investigadores querían analizar es cómo un ciberdelincuente podría destruir esta nube y la información que contiene. Un método consistiría, simplemente, en romper el entrelazamiento, esa famosa y frágil forma de existencia. Pero este enfoque sería como un martillazo, un ataque clásico a un sistema cuántico.

En cambio, al equipo le interesaba un tipo de ataque cuántico mucho más sutil. Y parece que lo ha encontrado. Este tipo de ataque supondría insertar cierta información aleatoria que se entrelazaría con el resto, lo que haría que la información original fuera imposible de recuperar de esa mezcla.

Pero un único atacante no puede invadir el estado cuántico con información aleatoria. "El estado correcto (es decir, el estado inicial) se podría recuperar utilizando esquemas de purificación o destilación", explican Johnson y sus compañeros. El problema surge si varios hackers cuánticos decidieran actuar de forma colaborativa, lo que daría lugar a un escenario completamente diferente. Johnson y sus colegas afirman que, si varios atacantes inyectan su información cuántica en la red en el mismo instante, podrían interrumpir el estado cuántico global. En ese caso, el estado inicial del sistema no se podría recuperar, ni siquiera en principio.

¿Cuántos terroristas harían falta para producir este desastre? La impactante conclusión del equipo es que solo se necesitan tres o más hackers cuánticos trabajando al unísono. La investigación detalla: "Nuestros hallazgos revelan una nueva forma de vulnerabilidad que permitiría que los grupos hostiles de [tres o más] adversarios habilitados cuánticamente pudieran causar una interrupción máxima en el estado cuántico global en esos sistemas".

Además, estos ataques serían prácticamente imposibles de detectar, ya que no introducen ninguna información de identificación; no requieren comunicación en tiempo real. Los terroristas simplemente tendrían que acordar por adelantado cuándo atacar y el ataque podría terminar en un segundo.

No está del todo claro cómo podría combatirse este tipo de ataque, aunque el equipo tiene una idea: "Una contramedida podría consistir en integrar las futuras tecnologías cuánticas dentro las redes clásicas". Bajo ese enfoque, en lugar de tener un internet cuántico como un estado cuántico global, tendríamos un conjunto de sistemas cuánticos, cada uno dentro de las redes clásicas y conectados entre sí. Eso evitaría que un ataque en una parte de la red se propagara a otras zonas.

De hecho, es probable que internet cuántico tome esta forma en sus primeras etapas de todos modos. Sin embargo, el terrorismo cuántico es una nueva amenaza que quitará el sueño a los expertos en ciberseguridad. Y se necesitará mucho más trabajo para comprender completamente esta amenaza y cómo mitigarla. Como expresan Johnson y su equipo en el trabajo: "Para contrarrestar correctamente esta amenaza hará falta una nueva comprensión de las correlaciones cuánticas dependientes del tiempo en los sistemas múltiples".

Ref: arxiv.org/abs/1901.08873Quantum Terrorism: Collective Vulnerability of Global Quantum Systems

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