Singapur zbuduje bezpieczną kwantowo sieć do prób infrastruktury krytycznej

Sieć krajowa będzie początkowo składać się z 10 węzłów w całym kraju i stanowić poligon testowy dla organizacji publicznych i prywatnych do testowania aplikacji infrastruktury krytycznej w środowisku bezpiecznym kwantowo.

Singapur dąży do zbudowania bezpiecznej kwantowo sieci, która, jak ma nadzieję, zaprezentuje "krypto-zwinną łączność" i ułatwi próby zarówno z organizacjami publicznymi, jak i prywatnymi. Inicjatywa obejmuje również laboratorium bezpieczeństwa kwantowego do badań nad lukami w zabezpieczeniach. 

Trzyletnia inicjatywa jest prowadzona przez Program Inżynierii Kwantowej (QEP), z 8,5 mln SG$(6,31 mln USD) przeznaczonymi na sfinansowanie jej wdrożenia. W projekcie, wspieranym przez National Research Foundation (NRF), wzięło udział 15 partnerów z sektora publicznego i prywatnego, w tym dwa lokalne uniwersytety, ST Telemedia Global Data Centres, Cyber Security Agency i Amazon Web Services (AWS). 

QEP został uruchomiony w 2018 r. w celu zapewnienia badań i ekosystemu potrzebnego do napędzania rozwoju technologii kwantowych. Jego prace koncentrują się na czterech kluczowych obszarach, w tym na wykrywaniu kwantowym, komunikacji kwantowej i bezpieczeństwie oraz na ustanowieniu krajowej odlewni kwantowej. 

Plany dotyczące krajowej sieci bezpiecznej kwantowo (NQSN) ułatwiłyby testowanie technologii komercyjnych i dogłębną ocenę systemów bezpieczeństwa. Opracuje również wytyczne, aby wspierać firmy w przyjmowaniu takich technologii, podało QEP w czwartkowym oświadczeniu. 

Dodano, że ogólnokrajowe próby technologii komunikacji kwantowej mają na celu zapewnienie solidnego bezpieczeństwa sieci dla krytycznej infrastruktury i firm przetwarzających wrażliwe dane. 

Miało to kluczowe znaczenie, ponieważ spodziewano się, że szyfrowanie kluczem publicznym będzie w przyszłości podatne na ataki komputerów kwantowych. Wraz z postępem technologicznym coraz pilniejsza staje się potrzeba zajęcia się zagrożeniem dla cyberbezpieczeństwa.

"Technologie komunikacji kwantowej zostały zaprojektowane w celu przeciwdziałania zagrożeniu ze strony obliczeń kwantowych za pomocą wyspecjalizowanego sprzętu i nowych algorytmów kryptograficznych" - czytamy w raporcie. "Mogą one zabezpieczyć systemy komunikacyjne dla rządów, infrastruktury krytycznej, takiej jak sieci energetyczne, oraz firm przetwarzających wrażliwe dane w obszarach takich jak opieka zdrowotna i finanse".

Kryptografia bezpieczna kwantowo lub kryptografia postkwantowa ma na celu ustanowienie algorytmów, które mogą zwalczać ataki zarówno komputerów tradycyjnych, jak i kwantowych. 

Zlokalizowany na Narodowym Uniwersytecie Singapuru (NUS), NQSN zapewniałby kwantową dystrybucję kluczy, co oferowałoby sprzętowe podejście do bezpiecznej komunikacji kwantowej. Wiązało się to z instalacją urządzeń do tworzenia i odbierania sygnałów kwantowych, wyjaśnił QEP. 

Sieć oferowałaby również kryptografię postkwantową, w której oprogramowanie zostało ulepszone w celu uruchamiania nowych algorytmów kryptograficznych uznanych za odporne na ataki komputerów kwantowych. 

Początkowo NQSN składałby się z 10 węzłów sieciowych, które miałyby zostać wdrożone w całym mieście-państwie, podłączonych do światłowodów. Należą do nich dwa na NUS, dwa na Uniwersytecie Technologicznym Nanyang (NTU), a inne na terenie organizacji rządowych i prywatnych. 

Oczekuje się, że węzły zostaną uruchomione w ciągu roku, aby zapewnić publiczną sieć, która może służyć jako żywe laboratorium dla firm chcących doświadczyć kwantowo bezpiecznych technologii komunikacyjnych. Będzie to działać niezależnie od testowych aplikacji rządowych i prywatnych, według QEP. 

Inny eksperymentalny węzeł w NUS zapewniłby połączenie światłowodowe w wolnej przestrzeni z siecią publiczną. Mogłoby to ułatwić rozwój technologii, które mogłyby rozszerzyć bezpieczne połączenia do miejsc, które nie są w stanie podłączyć się do światłowodu, takich jak statki.

Zostanie również utworzone laboratorium bezpieczeństwa kwantowego, aby ułatwić zaawansowane badania nad lukami w zabezpieczeniach kwantowych i projektowanie zabezpieczeń. 

Współkoordynator NQSN i dyrektor departamentu Fraunhofer Singapore ds. bezpieczeństwa cybernetycznego i informacji, Michael Kasper, powiedział: "Bezpieczna komunikacja kwantowa może odegrać kluczową rolę w długoterminowym bezpieczeństwie informacji. Dzięki NQSN chcemy zademonstrować naszym partnerom łączność z krypto-zwinną i wspierać wdrażanie sieci kwantowych do szerszego zastosowania w przemyśle i społeczeństwie".

Fraunhofer, wraz z NUS i NTU, zapewniłby wiedzę, koordynację i lokalizacje sprzętu potrzebnego w ramach inicjatywy. Inni partnerzy, tacy jak NetLink Trust i ST Telemedia, zapewniliby dostęp do sieci światłowodowej w Singapurze i opracowaliby odpowiednio przypadki użycia. CSA będzie współpracować ze swoimi laboratoriami testowymi Common Criteria T-Systems i UL w zakresie certyfikacji bezpieczeństwa technologii bezpiecznych kwantowo, podczas gdy DSO National Laboratories i Horizon Quantum Computing będą uczestniczyć w projektach badawczych dotyczących sieci kwantowych.

"Singapur może wykorzystać swoje dziedzictwo w dziedzinie nauk kwantowych, optyki i inżynierii cyberbezpieczeństwa, aby stać się zaufanym globalnym dostawcą technologii i usług sieci kwantowych" - powiedział Charles Lim, główny badacz i adiunkt NQSN na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej NUS oraz Centrum Technologii Kwantowych. 

"W NQSN wprowadzimy innowacje kwantowe do wdrożonych sieci optycznych, w których będziemy mogli badać kwestie operacyjne, takie jak niezawodność i odporność sieci kwantowej wraz z naszymi partnerami branżowymi" - powiedział Lim.