Los avances en los ordenadores cuánticos amenazan la seguridad de los datos sensibles. Investigadores del MIT han creado un microchip ultraeficiente que permite implementar técnicas de criptografía post-cuántica en dispositivos biomédicos inalámbricos, como marcapasos y bombas de insulina.
Este chip, del tamaño de la punta de una aguja, cuenta con protecciones integradas contra intentos de hackeo físico. Su eficiencia energética es más de diez veces superior a la de diseños anteriores, lo que lo convierte en una solución viable para dispositivos que enfrentan limitaciones de energía.
Importancia de la criptografía post-cuántica
El nuevo microchip podría asegurar que los dispositivos médicos inalámbricos mantengan una protección robusta, incluso con la creciente presencia de la computación cuántica. Además, su diseño puede aplicarse a otros dispositivos de borde con restricciones de recursos, como sensores industriales y etiquetas de inventario inteligentes.
Seoyoon Jang, estudiante de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en el MIT, destaca que los dispositivos biomédicos son especialmente vulnerables, ya que las limitaciones de energía impiden que tengan niveles avanzados de seguridad. La investigación fue presentada recientemente en la Conferencia de Circuitos Integrados Personalizados de IEEE.
Mejoras en la seguridad
La mayoría de los dispositivos biomédicos inalámbricos carecen de una protección sólida debido a las exigencias computacionales de los protocolos de seguridad actuales. Sin embargo, implementar la criptografía post-cuántica puede aumentar el consumo energético significativamente.
Es crucial adoptar esta criptografía, ya que organismos reguladores como el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) planean sustituir los protocolos tradicionales por algoritmos más seguros. La rápida evolución del hardware cuántico hace que la implementación de estas medidas sea aún más urgente.
Características del chip
Los investigadores del MIT diseñaron un circuito integrado específico (ASIC) que reduce el consumo energético, garantizando al mismo tiempo un alto nivel de seguridad. Han incorporado diversas características para lograr sus objetivos, incluyendo la implementación de dos esquemas de criptografía post-cuántica para mayor robustez.
Además, se diseñó un generador de números aleatorios en el chip, crucial para la implementación de la criptografía. Este diseño mejora la eficiencia energética y la seguridad en comparación con los métodos que dependen de componentes externos.
También se implementaron medidas de contramedidas para prevenir ataques de canal lateral de potencia, así como un mecanismo de detección temprana de fallos para abortar operaciones ante fluctuaciones de voltaje, lo que ahorra energía y mejora la seguridad.
Resultados y futuro del chip
Este dispositivo logró una eficiencia energética de entre 20 y 60 veces superior a otras técnicas de seguridad que se compararon. Además, es más compacto que muchos chips existentes, lo que es esencial en la transición hacia enfoques post-cuánticos.
Los investigadores planean aplicar estas técnicas en otras aplicaciones vulnerables y dispositivos con limitaciones de energía, asegurando que la protección criptográfica robusta sea accesible para todos los dispositivos, incluso los más limitados en recursos.
Esta investigación fue financiada, en parte, por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Salud de EE. UU.
