Mecánica cuántica y Blockchain para asegurar IoT

Encontré este artículo sobre Seguridad de IoT con Blockchain y la mecánica cuántica.

Entonces, ¿qué es una cadena de bloques de seguridad cuántica y por qué es más segura en una configuración de IoT?

Mecánica cuántica y blockchain.

Esos son dos árboles de hoja perenne en cada bingo de palabras de moda futurista. Por lo tanto, naturalmente se mezclan con el Internet de las cosas, que se ha puesto burlonamente en la misma categoría de cosas futuristas que las personas entienden a medias.

Entonces, arreglemos un poco las cosas. Supongo que te refieres a este artículo que Aurora desenterró. Desafortunadamente, el sitio incluye todas las tecnologías de IoT en una caja. Sí, blockchain puede considerarse una tecnología IoT y hay muchas personas en este momento pensando en emplear blockchains en IoT. (Por ejemplo , otro consorcio IoT blockchain )

Después del artículo de noticias citado, llegamos a un documento técnico sobre " blockchain asegurado por Quantum ". Obviamente, necesitamos algunos conceptos básicos para comprender que el documento técnico, que no es inusual para los documentos técnicos, supone una gran cantidad de conocimiento preexistente sobre mecánica cuántica, computadoras cuánticas, algoritmos que se ejecutan en computadoras cuánticas, métodos de cifrado, sus debilidades cuando son atacadas por computadoras cuánticas , clave cuántica distribución (QKD), y por último, pero no menos importante, blockchain .

Esta lista hace que sea imposible entrar en cada detalle de la problemática y la mayoría de lo que enumeré tiene páginas de Wikipedia que son bastante detalladas. Solo necesitamos la siguiente información:

• La mecánica cuántica es realmente extraña. En Physics.SE hay 12 mil preguntas sobre esas cosas, porque, como dije, es extraño. La propiedad extraña interesante para nosotros es:

  Esto resulta de un aspecto fundamental de la mecánica cuántica: el proceso de medición de un sistema cuántico en general perturba el sistema. (Página de Wikipedia de QKD)

• Las computadoras cuánticas (que aún no existen) pueden usar diferentes algoritmos que las CPU normales. Hay algoritmos como el algoritmo de Shor que pueden hacer un trabajo corto de cifrado clásico.
• La criptografía actual básicamente plantea problemas matemáticos que son difíciles de resolver con la informática convencional. Más aún, el tiempo necesario para descifrar el código es lo suficientemente largo como para alcanzar un punto en el tiempo en que la información sea valiosa para un atacante.
• Las cadenas de bloques usan, en pocas palabras, métodos de encriptación clásicos para su seguridad.

Qué significa eso?

Podríamos parar aquí. No hay computadoras cuánticas. Nuestros métodos y estándares criptográficos actuales están bastante bien. (Considere Skeptics.SE si usa un sombrero de papel de aluminio debido a cualquier computadora cuántica existente en los sótanos de ciertas organizaciones de tres letras).

Pero si hubiera computadoras cuánticas?

Si tuviéramos que proteger nuestras aplicaciones de IoT contra un atacante habilitado para la computación cuántica, la tecnología es relativamente común o usted tiene estándares de seguridad realmente altos. De cualquier manera, por el bien de nuestra cadena de bloques IoT a prueba de atacantes cuánticos, no importa, queremos que sea segura.

¿Cuál es la solución del documento técnico que nos ofrece y cómo se aplica a IoT?

Después de algunos enfoques descartados, el núcleo es este:

En el presente trabajo, describimos una plataforma blockchain que se basa en QKD e implementamos un experimento que demuestra su capacidad en una red QKD urbana de tres nodos.

(Página 2)

El documento técnico describe una plataforma blockchain que utiliza la distribución de claves cuánticas. Excelente. Por lo tanto, no cifran ninguna transmisión de nada en la cadena de bloques. Ellos "simplemente" cambian la clave de autenticación para la firma.

Waaaait, que? ¿Estás diciendo? ¿Por qué una cadena de bloques se preocuparía por eso? ¡La autenticación es irrelevante en blockchain! Es correcto, los participantes en el cálculo clásico de blockchain no están autenticados. De hecho, muchos argumentan que las cadenas de bloques que no están abiertas y sin permiso no son realmente cadenas de bloques. Incluso el periódico dice:

La utilidad de QKD para blockchains puede parecer contradictoria, ya que las redes QKD dependen de la confianza entre los nodos, mientras que la característica de muchas blockchains es la ausencia de dicha confianza.

(Página 2, énfasis mío)

Por supuesto, hay personas que dicen que cada cadena de bloques es una cadena de bloques.

La cadena de bloques es una base de datos distribuida en la que los registros se organizan en forma de bloques consecutivos.

(Página 4, énfasis no es mío)

Hay otro inconveniente importante que se puede derivar de estos dos extractos:

En resumen, hemos desarrollado un protocolo blockchain con autenticación teóricamente segura de información basada en una red en la que cada par de nodos está conectado por un enlace QKD.

(Página 3)

La base de nuestro trabajo experimental es nuestro dispositivo QKD modular recientemente desarrollado [25, 35–38] impulsado por una tarjeta NI PCIe-7811R de National Instruments. Esta configuración utiliza un láser semiconductor LDI-DFB2.5G controlado por una placa FPGA Spartan-6 para generar pulsos ópticos en la longitud de onda de telecomunicaciones estándar de 1,55 my una frecuencia de repetición de 10 MHz. Hemos utilizado detectores de fotón único ID230 de ID Quantique.

(Página 4)

En resumen, cada nodo tiene un enlace OKD. Por lo tanto, cada nodo tiene un detector de fotones. Eso también es donde esto se vuelve realmente no-IoT-y. Cada dispositivo IoT para emplear este tipo de blockchain necesitaría un sensor de estado de fotones (ya que los fotones son el medio de transporte de estado cuántico más común).

Resumen

Las implementaciones actuales de blockchain tienen un nivel de separación entre los bordes (es decir, el tipo que compra cosas en bitcoins en un dispositivo) y la entidad computacional que crea nuevos bloques (es decir, mineros).

La autenticidad de cualquier transacción en una cadena de bloques clásica se deriva de los mineros (a través de la prueba de trabajo). La transacción en sí puede ser creada fácilmente por dispositivos de borde.

Emplear QKD solo permite a los participantes con claves cuánticas válidas agregar transacciones. Eso significa un equipo sensorial de estado cuántico altamente sintonizado en cada dispositivo con capacidad de transacción.

TL; DR: ¿Cuántos qué?

Interesante proyecto de investigación, pero actualmente no hay posibles atacantes e incluso si existiera el hardware lo haría económicamente inviable para Internet de las cosas.