Terra Quantum og Apex.AI demonstrerer kvantesikker kommunikation med postkvantekryptografi

Terra Quantum og Apex.AI har demonstreret, hvordan standardiseret post-kvantekryptografi kan bruges til at beskytte kommunikationen mellem et robotbaseret softwaresystem og et cloudbaseret kontrolsystem.

Implementeringen kombinerer Terra Quantums post-kvantekryptografiteknologi med Apex.OS, Spids.AI:s platform for softwaredefineret robotteknologi, autonome systemer og intelligente maskiner. Målet er at levere langlivede og forbundne systemer med bedre beskyttelse mod fremtidige kvantecomputere, uden at organisationer behøver at genopbygge deres eksisterende applikationer eller kommunikationsarkitekturer.

Demonstrationen omfattede sikker kommunikation fra kant til kant sky med kryptografiske algoritmer, der er standardiseret af amerikanske National Institute of Standards and Technology, NIST. Ifølge virksomhederne kunne kvanteresistent sikkerhed implementeres, samtidig med at systemets eksisterende kommunikationsstrømme og distribuerede softwarearkitektur opretholdes.

Det betyder, at organisationer kan udskifte kryptografiske komponenter, der risikerer at blive sårbare på lang sigt, uden at ændre applikationslogikken eller starte forfra med hele udviklingsplatformen.

Kvantecomputere skaber en langsigtet sikkerhedstrussel

Mange af de algoritmer, der i øjeblikket beskytter digital kommunikation, er baseret på matematiske problemer, der er meget vanskelige for konventionelle computere at løse. Imidlertid forventes tilstrækkeligt kraftige kvantecomputere at være i stand til at angribe mange af de offentlige nøglealgoritmer, der bruges til sikker kommunikation, identitetsverifikation og digitale signaturer.

Truslen er særligt relevant for systemer, der udvikles i dag, men som forventes at være i drift i årtier, såsom softwaredefinerede køretøjer, industrirobotter, autonome maskiner, forsvarssystemer, flyplatforme og anden kritisk infrastruktur.

Disse systemer er i stigende grad afhængige af kontinuerlig kommunikation med cloud-tjenester til overvågning, diagnosticering, softwareopdateringer, fjernstyring, koordinering og styring af køretøjs- eller maskinflåder, blandt andet. Hvis kommunikationen er baseret på kryptografi, der senere kan brydes, risikerer platformenes sikkerhed at forringes længe før deres driftslevetid er overstået.

– Forbundne intelligente systemer er hurtigt ved at blive kritisk infrastruktur. De køretøjer, robotter og industrisystemer, der tages i brug i dag, vil stadig blive brugt, når kvantecomputere begynder at udfordre nutidens kryptografiske standarder., siger Markus Pflitsch, grundlægger, administrerende direktør og bestyrelsesformand for Terra Quantum.

Han understreger, at organisationer ikke kan vente, indtil kvantecomputere udgør en praktisk trussel, før de begynder migrering.

Bevarer eksisterende applikationer og arbejdsgange

En central del af samarbejdet er, at den postkvantesikre teknologi er blevet integreret uden behov for at ændre applikationslogikken eller de grundlæggende kommunikationsmodeller.

I stedet for at erstatte hele applikationsmiljøet, erstattes de kryptografiske byggesten, der er i risiko for at blive sårbare, med standardiserede kvanteresistente alternativer.

Dette kan reducere både omkostningerne og den tekniske kompleksitet ved overgangen. For virksomheder med store installerede systemer, lange produktcyklusser og omfattende certificeringskrav kan en komplet genopbygning være dyr, tidskrævende og forbundet med nye risici.

"Overgangen til postkvantekryptografi skal være praktisk, standardbaseret og kompatibel med de softwaresystemer, som organisationer allerede bruger," siger Florian Neukart, CTO hos Terra Quantum.

Ifølge ham viser demonstrationen, at teknologien kan integreres i moderne miljøer til robotteknologi og softwaredefinerede køretøjer, samtidig med at etablerede udviklingsflow bevares.

Apex.OS forbinder maskiner, sensorer og cloud-tjenester

Apex.OS består af to centrale komponenter: Apex.Grace og Apex.Ida.

Apex.Grace er et framework til udvikling og drift af pålidelige realtidsapplikationer. Platformen er baseret på programmeringsgrænsefladerne fra ROS 2, men er blevet udvidet med funktioner til deterministisk udførelse, sikkerhed, systemovervågning og styring af store maskin- og køretøjsflåder, blandt andet.

Apex.Ida er kommunikationssoftware, der transporterer data mellem sensorer, computerplatforme, køretøjer, robotter og cloud-systemer. Den understøtter flere kommunikationsprotokoller bag en fælles grænseflade, hvilket gør det muligt at bruge den samme applikationsmodel i forskellige typer distribuerede miljøer.

I den fælles løsning fungerer Apex.OS som fundament for robot- og maskinmiljøet, mens Terra Quantums kryptografiske teknologi beskytter kommunikationen mod fremtidige kvantebaserede angreb.

"Softwaredefinerede køretøjer, intelligente maskiner og forbundne forsvarssystemer er i stigende grad afhængige af pålidelig kommunikation med cloud-infrastruktur gennem hele deres driftsmæssige livscyklus," siger Jan Becker, administrerende direktør for Apex.AI.

Han mener, at post-kvantesikkerhed bør tages op tidligt i organisationers arkitektur- og produktplanlægning, især når man udvikler platforme, der fortsat vil blive brugt i mange år.

Relevant for robotteknologi, produktion og forsvar

Teknologien er særligt relevant for brancher, der bruger forbundne og missionskritiske aktiver med lange levetider.

Det omfatter robotteknologi, autonom teknologi mobilitet, industriel automation, produktion, logistik, luftfart, forsvar og kritisk infrastruktur. I disse miljøer skal enheder, der installeres i dag, kunne beskyttes i en periode, der kan strække sig ud over udviklingen af kryptografisk relevante kvantecomputere.

Løsningen er også beregnet til at kunne beskytte større systemer af sammenkoblede systemer, hvor cloudplatforme, edge-enheder, autonome maskiner og missionskritiske netværk skal udveksle information.

Virksomhederne forbinder dette med NATO's arbejde med operationer på tværs af flere domæner, hvor systemer og informationsstrømme på land, i luften, til søs, i cyber og i rummet skal kunne interagere gennem robuste og interoperable kommunikationsmiljøer.

For eksempel kan forsvarsorganisationer have brug for at kombinere data fra sensorer, autonome køretøjer, kommandosystemer og cloudbaserede analysetjenester. Sikkerheden skal derefter fungere i hele kommunikationskæden, ikke kun i en enkelt enhed.

Post-kvantemigration kan begynde nu

NIST offentliggjorde sine første færdige standarder for post-kvantekryptografi i 2024. Standarderne giver virksomheder, regeringer og teknologileverandører et fælles fundament for at begynde at erstatte kryptografi, der kan blive sårbar over for fremtidige kvantecomputere.

Terra Quantum og Apex.AIVirksomhederne siger, at demonstrationen viser, at migrering ikke behøver at vente på fremtidig teknologi. Organisationer kan begynde at implementere standardiserede algoritmer i eksisterende softwaredefinerede systemer nu.

Dette er især vigtigt, fordi kryptografiske ændringer ofte påvirker mange dele af en virksomhed. Certifikater, identitetsstyring, softwareopdateringer, API'er, cloudforbindelser og indlejrede systemer kan alle være afhængige af den samme kryptografiske infrastruktur.

En gradvis overgang kan derfor være mere realistisk end en omfattende omstilling på et enkelt tidspunkt.

Kryptografisk fleksibilitet bliver afgørende

Demonstrationen illustrerer også vigtigheden af kryptografisk fleksibilitet, ofte kaldet krypto-agilitet. Det betyder, at en organisation kan ændre eller opdatere kryptografiske algoritmer uden at skulle udskifte hele den underliggende applikation.

For langvarige, forbundne systemer kan denne fleksibilitet blive mindst lige så vigtig som valget af en specifik algoritme. Standarder og trusselsscenarier vil fortsætte med at udvikle sig, hvilket betyder, at platforme skal være tilpasningsdygtige, selv efter den indledende migrering til post-kvantekryptografi.

Organisationer skal derfor kortlægge, hvilke kryptografiske teknologier der anvendes, hvor de er placeret, og hvilke systemer der er afhængige af dem. De skal også vurdere, hvor længe informationen skal forblive beskyttet, og hvor længe de berørte produkter forventes at være i drift.

Om Terra Quantum

Terra Quantum er en kvanteteknologivirksomhed med aktiviteter i Tyskland og Schweiz. Virksomheden tilbyder teknologi og tjenester inden for kvantealgoritmer, kvanteberegning og sikker kommunikation gennem en model, som virksomheden kalder Quantum as a Service.

Inden for sikkerhedsområdet, udvikling Terra Quantum løsninger til kvantesikker og postkvantesikker kommunikation for virksomheder, myndigheder og missionskritiske miljøer.

Om Apex.AI

Apex.AI er en international softwarevirksomhed, der udvikler sikkerhedscertificerede og skalerbare platforme til softwaredefinerede køretøjer, robotteknologi og intelligente maskiner.

Virksomheden blev grundlagt i 2017 af Jan Becker og Dejan Pangercic og har hovedkontor i Palo Alto og opererer på flere internationale markeder. Virksomhedens kerneplatform Apex.OS omfatter komponenterne Apex.Grace og Apex.Ida.