Un ‘hackeo’ óptico muestra un agujero de seguridad en un sistema criptográfico
La Universidad de Valladolid encuentra vulnerabilidades en el envío de claves secretas a decenas de kilómetros mediante láseres ultralargos
En el campo de la investigación ha emergido un nuevo método criptográfico para el intercambio seguro de información. Se basa en láseres ultralargos de fibra óptica. Por medio de estos enlaces de luz, se pueden enviar datos cifrados a decenas de kilómetros de distancia. Supone una alternativa más económica a la criptografía cuántica, que garantiza la absoluta confidencialidad, pero está todavía en ciernes. Sin embargo, un equipo de investigación de la Universidad de Valladolid ha encontrado agujeros por donde podría atacar un pirata informático. El trabajo ayuda a pulir estos sistemas de seguridad y evitar el filtrado de información sensible para las organizaciones.
La criptografía cuántica pone en práctica el principio de incertidumbre de Heisenberg. De manera muy sucinta, el principio viene a decir que el observador modifica lo observado, eso sí, en la minúscula escala espacial en la que opera la física cuántica. Al introducir este factor, el observador modificando lo observado, cuando alguien se inmiscuye en una transmisión cifrada con criptografía cuántica, el emisor y el receptor se enteran de esa interferencia en el mensaje transmitido. Ese chivatazo garantiza la confidencialidad de forma absoluta.
Aunque ya existen empresas que comercializan sistemas de criptografía cuántica, esta tecnología todavía está en pañales y es costosa. Por ello, se ha desarrollado otro tipo de cripografía, basada en láseres ultralargos, también extremadamente segura, pero no totalmente y de forma demostrable, y de realización más simple.
Láseres ultralargos
El sistema se basa en aprovechar las propiedades físicas de los láseres ultralargos. Los láseres ultralargos disponen de una cavidad de varios kilómetros, lo que permite aprovechar su interior como soporte para la transmisión de un mensaje. Con este sistema, se pueden enviar datos de forma segura a unas decenas de kilómetros, desde Valladolid o Palencia a Dueñas, por ejemplo.
El catedrático Pedro Chamorro y el profesor Juan Carlos García Escartín, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicaciones de la Universidad de Valladolid, pusieron a prueba uno de estos sistemas de encriptado más sofisticado, desarrollado por especialistas de Israel y del Reino Unido. Los investigadores de la UVa introdujeron una señal de sonda enmascarada en el ruido del propio láser y hallaron vulnerabilidades en estos modelos. La demostración de estos agujeros de seguridad ha sido publicada en la revista científica IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.
El trabajo se hizo no en un espacio físico, sino mediante ecuaciones y simulaciones. “Atacamos teóricamente una propuesta teórica”, resume Chamorro. No obstante, el soporte matemático de este trabajo científico se podría comprobar in situ porque los encriptadores del centro de investigación israelí disponen de estos láseres.
Parches
El trabajo de hackeo óptico advierte de los fallos en la seguridad de una transmisión de claves, por lo que también proporciona soluciones para parchear la transmisión. Un hacker es un experto en introducirse en sistemas informáticos sin permisos, puede ser de forma perniciosa o para definir parches en los sistemas de seguridad.
El grupo de investigación también trabaja en el ámbito de la información cuántica, que emplea recursos de esta naturaleza en tecnologías de la comunicación y la información. “Los ordenadores cuánticos permiten cálculos que no son posibles con omedios convencionales al aprovechar recursos cuánticos, como el entrelazamiento de las unidades de información”, expresa Chamorro. Por ello, en vez de las unidades de información convencionales, denominadas bits, se emplean cúbits. Los chips con cúbits en vez de bits son prometedores prototipos, aunque recientemente algunos fabricantes han anunciado ya para el mercado procesadores cuánticos de 17 o 49 cúbits.
Bibliografía
Juan Carlos García Escartín y Pedro Chamorro Posada. ‘Hidden Probe Attacks on Ultralong Fiber Laser Key Distribution Systems’. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. Vol. 24. No 3. May/June 2018. DOI: 10.1109/JSTQE.2017.2784539
