La promesa de la computación cuántica, una tecnología que avanza con paso firme en el ámbito de la informática de alto rendimiento, está destinada a transformar profundamente diversos sectores. Sin embargo, con grandes promesas vienen grandes desafíos, y uno de los principales campos que se verá afectado es la ciberseguridad. Ante este panorama, investigadores del Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación (NCSA, por sus siglas en inglés) están trabajando arduamente en desentrañar cuáles serán los nuevos estándares criptográficos necesarios para proteger las infraestructuras críticas frente a esta inminente amenaza.
A medida que evolucionan las capacidades de la computación cuántica, su potencial para desmantelar sistemas de encriptación tradicionales en cuestión de segundos plantea riesgos significativos. Según Phuong Cao, científico investigador del NCSA, este es un problema urgente que podría volverse crítico en la próxima década, cuando los ordenadores cuánticos comiencen a ser una realidad práctica. Para contrarrestar esta amenaza, se están desarrollando protocolos de criptografía resistente a la computación cuántica (PQC, por sus siglas en inglés).
Recientemente, junto al estudiante universitario Jakub Sowa, Cao presentó en la Conferencia Internacional de Computación y Ingeniería Cuántica del IEEE los últimos avances en la adopción de PQC en protocolos clave como OpenSSH y SciTokens. Aunque se están realizando progresos, la implementación de soluciones de seguridad efectivas contra la computación cuántica aún enfrenta numerosos desafíos, desde la complejidad de los algoritmos hasta las limitaciones tanto de software como de hardware.
El esfuerzo por adoptar PQC a una escala más amplia ha sido moderado, y si bien aplicaciones como OpenSSH y Google Chrome están sentando las bases, la tasa de adopción se mantiene en un modesto 0,029 %. Este rezago en la adopción ilustra el formidable reto que supone implementar soluciones de seguridad robustas en un mundo donde la computación cuántica se vuelve una amenaza cada vez más tangible.
Recientemente, Cao fue designado como investigador principal en un proyecto financiado por la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU., que con una subvención de 200.000 dólares busca evaluar la adopción de PQC en aplicaciones científicas de supercomputación. Esta iniciativa no solo pretende medir de manera efectiva el progreso en la adopción de la criptografía post-cuántica, sino también establecer un modelo que guíe la transición de las infraestructuras cibernéticas hacia este tipo de seguridad avanzada.
El desafío de expandir estos protocolos a nivel global no es menor. Anita Nikolich, co-investigadora del NCSA, señala que el camino hacia algoritmos de PQC será arduo y complejo. El proyecto FABRIC, una iniciativa que se extiende por múltiples ubicaciones alrededor del mundo, espera ofrecer un panorama más amplio sobre los retos de la seguridad cuántica a través del estudio de su implementación en infraestructuras científicas.
Santiago Núñez-Corrales, otro de los co-investigadores, subraya la importancia de estos protocolos de seguridad cuántica para reforzar las infraestructuras cibernéticas, particularmente en el ámbito de la ciencia. Desde el Instituto de Ciencia y Tecnología de Información Cuántica de Illinois, el equipo explora nuevas formas de entender la seguridad y la confianza en un contexto de amenazas cuánticas futuras.
Con vistas a robustecer la seguridad de plataformas de autorización científica, Jim Basney, científico principal de investigación del NCSA, enfatiza la importancia del proyecto SciTokens, financiado por la NSF. Este busca garantizar la transición segura a la criptografía post-cuántica, consolidando la confianza en la seguridad de infraestructuras de computación científica distribuidas.
Paralelamente, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos ha publicado un conjunto de algoritmos de encriptación diseñado para resistir ciberataques potenciados por la computación cuántica. Este anuncio, fruto de ocho años de trabajo, marca un paso significativo en la dirección correcta para la seguridad en un mundo dominado por la tecnología cuántica.
A medida que la computación cuántica avanza, se hace evidente la necesidad de una reformulación drástica en las bases de la ciberseguridad. La investigación y desarrollo de soluciones en criptografía post-cuántica serán cruciales para asegurar la integridad de datos sensibles y las investigaciones científicas en la era cuántica. Mientras que el camino hacia una adopción masiva de estos protocolos presenta numerosos obstáculos, los esfuerzos de instituciones como el NCSA proporcionan una base prometedora para garantizar un futuro seguro en el ámbito de la computación avanzada.
