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El instituto NASK de Polonia avanza en el ámbito del cifrado cuántico
Como instituto nacional de investigación, en NASK se abordan algunos de los mayores desafíos de Polonia en materia de tecnología de la información, ciberseguridad y comunicaciones. El instituto también gestiona la Red Nacional de Educación y mantiene el Registro Nacional de Dominios (.pl).
Como parte de su avanzada investigación sobre ciberseguridad, NASK participa en el desarrollo de nuevas técnicas de cifrado que puedan proteger los datos en un mundo de crecientes ciberamenazas y utiliza conmutadores y firewalls de Juniper en su plataforma de pruebas.
Dos
Los centros de datos interconectados se pueden proteger con sistemas QKD y PQC
Opera
Red de Educación Nacional (OSE) y Warsaw MAN (WARMAN)
2,5 millones
Nombres de dominio gestionados como registrador nacional
Uno
De los tres equipos nacionales de respuesta ante incidentes de seguridad informática en Polonia
Cree criptografía cuántica segura
“NASK está a la vanguardia en materia de innovación en cifrado”, afirma Michael Marks, director de Computación en la Nube y Redes Inteligentes de NASK. Junto con la Universidad Tecnológica Militar (líder) y TELDAT (proyecto financiado por NCBiR: concurso 1/SZAFIR/2020), el instituto está desarrollando un sistema de distribución de claves cuánticas (QKD) que podría convertirse en el estándar en instituciones militares, gubernamentales o financieras en Polonia.
QKD implica el intercambio de claves criptográficas resistentes a los piratas informáticos que puedan cifrar y descifrar mensajes. Se utiliza un generador de números aleatorios cuánticos para generar entropía de forma segura, en los casos en que el resultado o los estados y los números aleatorios se deciden únicamente mediante un proceso físico. La información se transporta mediante fotones individuales, los que pueden transmitirse por fibra. Debido a los principios de mecánica cuántica, el acto de observar el intercambio de claves a través de la red provocará una perturbación que puede detectar un sistema QKD, por lo que es muy seguro.
“Nuestros prototipos de QKD no solo detectan perturbaciones a nivel cuántico, sino que pueden detectar incluso el más mínimo toque de la fibra”, afirma Marks.
Probar los sistemas de cifrado cuántico
Las arquitecturas de QKD aprovechan tres canales de comunicación: criptográfico, intercambio de claves y cuántico. Primero, en el canal criptográfico, las claves cuánticas se comparten y, luego, se agregan al algoritmo criptográfico, el que cifra cantidades masivas de datos en un canal separado. MACsec utiliza AES256, que se considera seguro cuánticamente, para cifrar y descifrar flujos. En segundo lugar, los dispositivos al final del canal cuántico comunican las claves cuánticas a través del canal de intercambio de claves.
El tercer canal es en el que entra en juego el sistema de QKD. Dado que la mecánica cuántica describe objetos del mundo físico como los fotones, los dispositivos que tratan con claves cuánticas deben ser transmisores y receptores físicos. Por el contrario, la criptografía basada en matemáticas se puede distribuir mediante una descarga de software. En consecuencia, la implementación de QKD requiere la presencia de equipos físicos.
NASK necesitaba una conexión segura para probar la eficacia de los sistemas de QKD más allá del laboratorio de investigación.
Marks comenzó a considerar el uso de la conmutación de Juniper para futuras pruebas después de reunirse con un experto en seguridad cuántica de Juniper en un evento en Suiza hace varios años.
Marks conocía bien las soluciones de Juniper: El equipo de ingeniería y operaciones de NASK tiene una vasta experiencia en el diseño y la gestión de redes de Juniper a gran escala, incluida la red educativa nacional en Polonia, que conecta a más de 20 000 escuelas y 5 millones de estudiantes. NASK utiliza enrutadores universales de la serie MX, conmutadores de la serie QFX y firewalls de la serie SRX de Juniper en esta red.
NASK eligió el conmutador QFX5120 para la primera prueba de su solución de QKD en un entorno en tiempo real.
Proteger la privacidad de los datos en la actualidad y en el futuro
Como instituto de investigación, NASK está innovando en nuevos métodos de cifrado que pueden proteger los datos contra los sofisticados ataques de la actualidad, pero también potencialmente protegerlos contra devastadores ataques cuánticos en el futuro.
NASK planea realizar la primera prueba de su sistema de QKD en un entorno en tiempo real en el cuarto trimestre de 2023. Se utilizarán conmutadores QFX5120, que admiten MACsec, para establecer una conexión segura de 200 GbE entre los sistemas de QKD en diferentes ubicaciones (centros de datos principal y de respaldo). En el segundo caso, los firewalls Juniper SRX1500 proporcionarán canales IPSec seguros mediante claves intercambiadas por el sistema de QKD. Además, los investigadores de NASK planean probar la interoperabilidad entre Juniper y otros proveedores en un caso de IPSec impulsado por QKD.
“Me entusiasma que esta sea la primera vez que se utilizarán conmutadores QFX como parte de nuestra solución de QKD”, dice Marks.
NASK también espera una mayor colaboración, incluida la participación en una prueba de concepto más amplia con otras universidades e institutos de Europa prevista para el año 2024.
“Planeamos utilizar Juniper Networks para respaldar las pruebas de nuestro primer prototipo de sistema de QKD, pero nuestra solución funcionará con otros proveedores de redes”, dice Marks. “Desde mi punto de vista, lo más importante es la adopción generalizada de la solución de QKD. Queremos ayudar a crear un ecosistema de socios en diferentes países para proteger la seguridad nacional”.
Los productos
QFX5120
La línea QFX5120 ofrece conmutadores 1/10/25/40/100 GbE diseñados para despliegues en centros de datos, borde de centros de datos, interconexión de centros de datos y campus con funciones de capa 2/capa 3 de baja latencia y capacidades avanzadas de EVPN-VXLAN.
SRX1500
El SRX1500 es una puerta de enlace de servicios de seguridad y firewall de última generación y alto rendimiento que protege las redes de misión crítica en campus empresariales, sedes regionales y grandes sucursales.
Publicado en septiembre de 2023