Il progetto QKD-GEO
Si chiama QKD-GEO ed è il sistema di distribuzione di chiavi quantistiche per orbita geostazionaria a cui stanno lavorando assieme Thales Alenia Space e Hispasat. Si tratta di un progetto definito “globale dirompente e pionieristico”, poiché attualmente non esiste al mondo un sistema di distribuzione di chiavi quantistiche che operi dall’orbita geostazionaria.
Nei prossimi due anni, le due aziende si impegneranno a sviluppare vari componenti di un futuro sistema di distribuzione di chiavi quantistiche dall’orbita geostazionaria. In particolare, è spiegato in un comunicato congiunto, il progetto QKD-GEO prevede lo sviluppo di un payload quantistico da ospitare su un satellite geostazionario e del relativo segmento di terra.
La missione, che potrà contare su un budget di circa 103,5 milioni di euro, è stata avviata dalla Segreteria di Stato spagnola per le Telecomunicazioni e le Infrastrutture Digitali ed è finanziata dai fondi europei del Piano di Recupero, Trasformazione e Resilienza (PERTE Aeroespacial), il cui appalto è gestito dal CDTI spagnolo.
Come funziona
Il payload geostazionario è costituito da un telescopio ad alta precisione con il suo meccanismo di puntamento e di elettronica integrata, un generatore di numeri quantistici casuali, una sorgente di segnale di fotoni polarizzati, un radiofaro laser e un processore per la generazione delle chiavi e l’implementazione del protocollo di comunicazione.
Il segmento di terra è costituito da stazioni ottiche dotate di telescopi per la ricezione dei fotoni trasmessi dallo spazio e il recupero delle chiavi, oltre a un centro operativo che organizza e controlla tutte le attività del sistema, assicurando il regolare funzionamento sia del segmento spaziale sia delle interazioni con gli utenti.
Da pianificare anche una campagna di test sul campo con un collegamento atmosferico di 140 km tra le isole di La Palma e Tenerife.
Questi test consentiranno la validazione funzionale del segmento di terra e del payload quantistico in condizioni pienamente rappresentative, prima della sua implementazione in una missione operativa in orbita.
Quantistica, comunicazioni e sicurezza
I computer quantistici trasformeranno rapidamente i sistemi di comunicazione tradizionali, compresa la procedura di “scomposizione in fattori primi”, alla base dell’attuale crittografia asimmetrica.
Come spesso accada, la tecnologia più avanzata non è solamente a disposizione delle nostre industrie e imprese di punta, ma anche della criminalità organizzata che grazie ai computer quantistici può decifrare le attuali crittografie in pochi secondi.
È quindi essenziale sviluppare un sistema che consenta di inviare informazioni con le necessarie garanzie per le comunicazioni governative (sia civili che militari), per la gestione delle infrastrutture critiche e per i servizi di rilevanza economica, ambientale e tecnologica, oltre che per le grandi aziende.
Questa tecnologia segna anche un primo passo verso un futuro internet quantistico, che rappresenterà un salto radicale nelle comunicazioni globali.
Stabilire comunicazioni tra interi continenti con un unico satellite
Oggi la tecnologia non consente di utilizzare connessioni in fibra ottica per le comunicazioni quantistiche per distanze superiori alle centinaia di chilometri. Tuttavia, l’uso di satelliti per la distribuzione di chiavi quantistiche permette di coprire grandi distanze, poiché l’attenuazione del segnale è minore nello spazio libero.
In particolare, la copertura geostazionaria a 36.786 km di altitudine, a differenza di altre orbite, consente di stabilire comunicazioni tra interi continenti con un unico satellite, in modo continuo e senza che siano necessari complessi sistemi di tracciamento del segnale.
L’Infrastruttura europea per le comunicazioni quantistiche (EuroQCI) nei prossimi anni distribuirà i primi nodi per la comunicazione quantistica in diversi Paesi dell’Unione Europea. Questi nodi, che copriranno aree metropolitane, saranno collegati tra loro via satellite per garantirne la resilienza.
A tal fine, IRIS2, il sistema di comunicazione satellitare sicuro promosso dalla Commissione, sviluppato da un consorzio con la partecipazione di Hispasat e per il quale Hispasat e Thales Alenia Space hanno contribuito allo studio preliminare, includerà queste connessioni satellitari EuroQCI tra le sue missioni.
Il progetto QKD-GEO permetterà alla Spagna di configurare il suo principale contributo a queste iniziative europee nel settore spaziale.
Crittografia asimmetrica e algoritmo RSA: le fondamenta della sicurezza digitale
La crittografia asimmetrica è il cuore della sicurezza online, proteggendo dati sensibili e transazioni digitali in tutto il mondo. Alla base di questa tecnologia c’è un principio matematico antico ma fondamentale: la scomposizione in fattori primi, ovvero il processo di dividere un numero intero nel prodotto dei suoi numeri primi.
Un esempio emblematico è l’algoritmo RSA, utilizzato nei protocolli di sicurezza online come HTTPS.
RSA si basa sulla generazione di una coppia di chiavi: una chiave pubblica, accessibile a tutti, e una chiave privata, custodita segretamente dal destinatario. Per creare queste chiavi, vengono scelti due numeri primi molto grandi, il cui prodotto è la base della sicurezza. Crittografare il messaggio con la chiave pubblica lo rende leggibile solo con la chiave privata corrispondente.
La sicurezza di RSA si fonda sulla difficoltà di risalire ai numeri primi originali (fattori) conoscendo solo il loro prodotto. Fattorizzare numeri di grandi dimensioni richiede enormi risorse computazionali, rendendo il processo pratico quasi impossibile con i metodi tradizionali.
La quantistica ci obbligherà a superare l’algoritmo RSA?
La crittografia asimmetrica protegge tutto, dalle comunicazioni private ai sistemi bancari e alle firme digitali. Ma la sua stabilità dipende dalla difficoltà di problemi matematici come la fattorizzazione, che i computer tradizionali trovano insormontabili.
Con il progresso della tecnologia quantistica, la sicurezza digitale dovrà evolversi verso la crittografia post-quantistica, sviluppando nuovi algoritmi che possano resistere alle capacità dei computer del futuro. È una corsa contro il tempo, per garantire che la nostra vita digitale rimanga protetta in un mondo sempre più connesso, anche dallo spazio.
