Com o advento da computação quântica, os sistemas de criptografia clássicos estão se tornando cada vez mais vulneráveis. Esses computadores quânticoscomputadores quânticoscapazes de resolver problemas matemáticos complexos em tempo recorde, colocam em risco a segurança das comunicações. Neste contexto, chaves quânticas emergenteemergente como uma solução promissora para antecipar e combater estas ameaças. No entanto, a sua distribuição segura em larga escala representa um grande desafio a superar.
Para atender a esta necessidade crucial, a Thales Alenia Space e a Hispasat estão comprometidas com o desenvolvimento do primeiro distribuição de chaves quânticasdistribuição de chaves quânticas (QKD) deórbita geoestacionáriaórbita geoestacionária. Estão lançando a fase de desenvolvimento, fabricação, verificação e validação do protótipo do QKD-GEO, o sistema espanhol de distribuição de chaves quânticas em órbita geoestacionária. Este projeto tem como objetivo projetar um satélite geoestacionáriosatélite geoestacionário equipado com uma carga útil quântica, bem como estabelecer estações terrestres para recepçãorecepção e gerenciamento de dados criptografados.
Concretamente, o satélite “ irá gerar chaves perfeitamente aleatórias e então distribuí-las com segurança pelo canal quântico seguro. Uma vez no solo, essas chaves podem ser usadas diretamente pelo proprietário da estação terrestre ou transmitidas aos usuários finais através de redes terrestres QKD. », Explica Ángel Álvaro, responsável pela concepção do projeto no Thales Alenia Space. Antes de proceder a uma implantação operacional e verificar o seu bom funcionamento, serão realizados testes em condições representativas a uma distância de 140 quilómetros nas Ilhas Canárias.
A internet quântica do futuro
Esta tecnologia disruptiva da QKD vai muito além dos modelos atuais de comunicação óptica, oferecendo um novo paradigma em matériamatéria segurança da informação. Com base nas propriedades quânticas de fótonsfótonseste sistema global de distribuição de chaves quânticas representa um primeiro passo em direção à Internet quântica do futuro. Com efeito, não só torna as comunicações seguras, mas também detecta qualquer intercepção de dados, posicionando-a como uma tecnologia de ponta para a segurança da informação.
“Este sistema global de distribuição de chaves quânticas representa um primeiro passo em direção à Internet quântica do futuro”
Questionando a criptografia assimétrica atual
Sabendo que a computação quântica desafia a criptografia assimétricoassimétrico atual. É essencial compreender que este avanço tecnológico cria uma necessidade premente de sistemas de comunicações seguros, especialmente para governos, gestão de infra-estruturas críticas e grandes empresas. O QKD, utilizando seus sistemas ópticos, é capaz de detectar qualquer interceptação e garantir a integridade dos links graças às características únicas dos fótons. Embora as tecnologias actuais tenham dificuldade em fornecer comunicações quânticas a longas distâncias através de fibra óptica, a utilização de satélites em órbita geoestacionária ultrapassa estas limitações, estabelecendo ligações contínuas ao longo de grandes distâncias, reduzindo assim a atenuação do sinal no espaço livre. Esta órbita, a 36.786 quilômetros da Terra, apresenta “ a vantagem de estabelecer ligações contínuas entre dois continentes através de um único satélite, minimizando assim a necessidade de sistemas complexos de rastreamento de sinais ».
No entanto, operando em órbita geoestacionária ” apresenta desafios como apontar necessidades, tamanho telescópiostelescópios e a taxa de bits final recebida”, gostaria de esclarecer Anjo Álvaro. Por outro lado, essas desvantagens são “compensado pelo facto de podermos operar em sessões mais longas, porque o satélite permanece fixo. Geramos menos volumevolume chaves instantâneas, mas por mais tempo. Além disso, um único satélite pode servir grandes áreas sem a necessidade de um constelaçãoconstelação », acrescenta. Dito isto, em todos os casos, o “ A futura solução QKD global integrará serviços geoestacionários e de órbita baixa, como fazem as atuais redes de telecomunicações “.
Definindo um futuro sistema quântico de distribuição de chaves a partir de uma órbita geoestacionária
De um duraçãoduração total de 24 meses, o projeto QKD-GEO portaporta sobre o desenvolvimento de vários blocos tecnológicos de um futuro sistema quântico de distribuição de chaves que operará a partir de uma órbita geoestacionária. Em detalhe, este projeto abrangerá o desenvolvimento de uma carga quântica que será alojada a bordo de um satélite geoestacionário, bem como o segmento terrestre associado. Concretamente, “ estamos falando sobre a fonte laserlaser espaço, geradorgerador de números aleatóriosnúmeros aleatórios (QRNG), mecanismo apontador, processador de dados e outros elementos espaciais que atualmente não estão disponíveis comercialmente. Para entender a dificuldade da tarefa que aguarda as equipes do projeto, é preciso saber que esses desenvolvimentos “ vai fazer passar estes blocos do seu estado atual, na escala TRL que mede o grau de maturidade tecnológica num nível em torno de 4/5, para o estado de pronto para voo com um TRL de 7 a 8”.
Você sabia?
A distribuição quântica de chaves usa os princípios da mecânica quântica para proteger as comunicações. As chaves para descriptografar informações são enviadas usando fótons únicos. Qualquer tentativa de interceptar esses fótons deixa um rastro em seu estado físico e indica que a transmissão pode ser interceptada. Esta tecnologia garante trocas de dados extremamente seguras. O QKD representa o final de cibersegurança.
Como aponta Ángel Álvaro no comunicado de imprensa da Thales Alenia Space, “ O O projeto GEO-QKD completou recentemente uma fase conceitual inicial de quatro meses, durante a qual a arquitetura do sistema foi desenvolvida e todos os diferentes componentes do sistema definidos “. A carga útil a bordo do satélite Hispasat transportará um “ Telescópio reflexivo de abertura de 45 cm equipado com um mecanismo apontador, eletrônica integrada, um gerador de números aleatórios, uma fonte de fótons polarizada, um ponteiro laser e um processador carregado, a geração de chaves e a implementação de protocolosprotocolos comunicação “. Quanto ao segmento terrestre, utilizado para recuperação de chaves quânticas, é “ será composto por estações ópticas equipadas com telescópios de 1,5 metros que permitem a recepção de fotões emitidos do espaço bem como por um centro de operações dedicado à coordenação de todas as actividades do sistema, garantindo assim a fluidez das operações do segmento orbital e a qualidade das interacções com os utilizadores », especifica o responsável pela concepção do projeto.
Concluindo, este projeto QKD-GEO é decididamente vanguardista e único em seu tipo, uma vez que atualmente não existe nenhum sistema quântico de distribuição de chaves no mundo operando a partir desta órbita. O lançamento do projecto constitui, portanto, um importante passo em frente no desenvolvimento de novas tecnologias de segurança das comunicações. Responde aos desafios colocados pela computação quântica e posiciona a Espanha na vanguarda das iniciativas europeias em comunicação quântica. Esta iniciativa inovadora poderá ter consequências significativas para a segurança dos dados e para o desenvolvimento futuro da Internet quântica.
