Terra Quantum og Apex.AI demonstrerer kvantesikker kommunikasjon med postkvantekryptografi

Terra Quantum og Apex.AI har demonstrert hvordan standardisert postkvantekryptografi kan brukes til å beskytte kommunikasjon mellom et robotbasert programvaresystem og et skybasert kontrollsystem.

Implementeringen kombinerer Terra Quantums postkvantekryptografiteknologi med Apex.OS, Topp.AI:s plattform for programvaredefinert robotikk, autonome systemer og intelligente maskiner. Målet er å tilby langlivede og tilkoblede systemer med bedre beskyttelse mot fremtidige kvantedatamaskiner uten at organisasjoner må gjenoppbygge sine eksisterende applikasjoner eller kommunikasjonsarkitekturer.

Demonstrasjonen inkluderte sikker kommunikasjon fra kant til kant sky med kryptografiske algoritmer som er standardisert av amerikanske Nasjonalt institutt for standarder og teknologi, NIST. Ifølge selskapene kan kvantebestandig sikkerhet implementeres samtidig som systemets eksisterende kommunikasjonsflyter og distribuerte programvarearkitektur opprettholdes.

Dette betyr at organisasjoner kan erstatte kryptografiske komponenter som risikerer å bli sårbare på lang sikt, uten å endre applikasjonslogikken eller starte på nytt med hele utviklingsplattformen.

Kvantedatamaskiner skaper en langsiktig sikkerhetstrussel

Mange av algoritmene som i dag beskytter digital kommunikasjon er basert på matematiske problemer som er svært vanskelige for konvensjonelle datamaskiner å løse. Imidlertid forventes det at tilstrekkelig kraftige kvantedatamaskiner vil kunne angripe mange av de offentlige nøkkelalgoritmene som brukes til sikker kommunikasjon, identitetsverifisering og digitale signaturer.

Trusselen er spesielt relevant for systemer som utvikles i dag, men som forventes å være i drift i flere tiår, som programvaredefinerte kjøretøy, industriroboter, autonome maskiner, forsvarssystemer, flyplattformer og annen kritisk infrastruktur.

Disse systemene er i økende grad avhengige av kontinuerlig kommunikasjon med skytjenester for overvåking, diagnostikk, programvareoppdateringer, fjernstyring, koordinering og administrasjon av kjøretøy- eller maskinparker, blant annet. Hvis kommunikasjonen er basert på kryptografi som senere kan brytes, risikerer plattformenes sikkerhet å forringes lenge før levetiden er over.

– Tilkoblede intelligente systemer er raskt i ferd med å bli kritisk infrastruktur. Kjøretøyene, robotene og industrisystemene som tas i bruk i dag, vil fortsatt bli brukt når kvantedatamaskiner begynner å utfordre dagens kryptografiske standarder., sier Markus Pflitsch, grunnlegger, administrerende direktør og styreleder i Terra Quantum.

Han understreker at organisasjoner ikke kan vente til kvantedatamaskiner utgjør en praktisk trussel før de starter migreringen.

Bevarer eksisterende applikasjoner og arbeidsflyter

En sentral del av samarbeidet er at den postkvantesikre teknologien er integrert uten behov for å endre applikasjonslogikken eller grunnleggende kommunikasjonsmodeller.

I stedet for å erstatte hele applikasjonsmiljøet, erstattes de kryptografiske byggeklossene som er i faresonen for å bli sårbare, med standardiserte kvanteresistente alternativer.

Dette kan redusere både kostnadene og den tekniske kompleksiteten ved overgangen. For bedrifter med store installerte systemer, lange produktsykluser og omfattende sertifiseringskrav, kan en fullstendig ombygging være dyr, tidkrevende og forbundet med nye risikoer.

«Overgangen til postkvantekryptografi må være praktisk, standardbasert og kompatibel med programvaresystemene som organisasjoner allerede bruker», sier Florian Neukart, teknisk direktør hos Terra Quantum.

Ifølge ham viser demonstrasjonen at teknologien kan integreres i moderne miljøer for robotikk og programvaredefinerte kjøretøy, samtidig som etablerte utviklingsflyter bevares.

Apex.OS kobler sammen maskiner, sensorer og skytjenester

Apex.OS består av to sentrale komponenter: Apex.Grace og Apex.Ida.

Apex.Grace er et rammeverk for utvikling og drift av pålitelige sanntidsapplikasjoner. Plattformen er basert på programmeringsgrensesnittene fra ROS 2, men har blitt utvidet med funksjoner for deterministisk utførelse, sikkerhet, systemovervåking og administrasjon av store maskin- og kjøretøyflåter, blant annet.

Apex.Ida er kommunikasjonsprogramvare som transporterer data mellom sensorer, dataplattformer, kjøretøy, roboter og skysystemer. Den støtter flere kommunikasjonsprotokoller bak et felles grensesnitt, noe som gjør det mulig å bruke samme applikasjonsmodell i ulike typer distribuerte miljøer.

I den felles løsningen fungerer Apex.OS som fundamentet for robot- og maskinmiljøet, mens Terra Quantums kryptografiske teknologi beskytter kommunikasjon mot fremtidige kvantebaserte angrep.

«Programvaredefinerte kjøretøy, intelligente maskiner og tilkoblede forsvarssystemer er i økende grad avhengige av pålitelig kommunikasjon med skyinfrastruktur gjennom hele sin operative livssyklus», sier Jan Becker, administrerende direktør i Apex.AI.

Han mener at post-kvantesikkerhet bør tas opp tidlig i organisasjoners arkitektur- og produktplanlegging, spesielt når man utvikler plattformer som skal fortsette å bli brukt i mange år.

Relevant for robotikk, produksjon og forsvar

Teknologien er spesielt relevant for bransjer som bruker tilkoblede og forretningskritiske ressurser med lange livssykluser.

Det inkluderer robotikk, autonome mobilitet, industriell automatisering, produksjon, logistikk, luftfart, forsvar og kritisk infrastruktur. I disse miljøene må enheter som er installert i dag kunne beskyttes i en periode som kan strekke seg utover utviklingen av kryptografisk relevante kvantedatamaskiner.

Løsningen er også ment å kunne beskytte større systemer av sammenkoblede systemer, der skyplattformer, kantenheter, autonome maskiner og virksomhetskritiske nettverk trenger å utveksle informasjon.

Selskapene knytter dette til NATOs arbeid med flerdomeneoperasjoner, der systemer og informasjonsflyt på land, i luften, til sjøs, i cyber og i rom må kunne samhandle gjennom robuste og interoperable kommunikasjonsmiljøer.

For eksempel kan forsvarsorganisasjoner trenge å kombinere data fra sensorer, autonome kjøretøy, kommandosystemer og skybaserte analysetjenester. Sikkerhet må da fungere gjennom hele kommunikasjonskjeden, ikke bare i én enkelt enhet.

Postkvantemigrasjon kan begynne nå

NIST publiserte sine første ferdige standarder for postkvantekryptografi i 2024. Standardene gir selskaper, myndigheter og teknologileverandører et felles grunnlag for å begynne å erstatte kryptografi som kan bli sårbar for fremtidige kvantedatamaskiner.

Terra Quantum og Apex.AISelskapene sier at demonstrasjonen viser at migrering ikke trenger å vente på fremtidig teknologi. Organisasjoner kan begynne å implementere standardiserte algoritmer i eksisterende programvaredefinerte systemer nå.

Dette er spesielt viktig fordi kryptografiske endringer ofte påvirker mange deler av en bedrift. Sertifikater, identitetsadministrasjon, programvareoppdateringer, API-er, skytilkoblinger og innebygde systemer kan alle stole på den samme kryptografiske infrastrukturen.

En gradvis overgang kan derfor være mer realistisk enn en omfattende endring på ett enkelt tidspunkt.

Kryptografisk fleksibilitet blir avgjørende

Demonstrasjonen illustrerer også viktigheten av kryptografisk fleksibilitet, ofte kalt krypto-agilitet. Dette betyr at en organisasjon kan endre eller oppdatere kryptografiske algoritmer uten å måtte erstatte hele den underliggende applikasjonen.

For tilkoblede systemer med lang levetid kan denne fleksibiliteten bli minst like viktig som valget av en spesifikk algoritme. Standarder og trusselscenarier vil fortsette å utvikle seg, noe som betyr at plattformer må være tilpasningsdyktige selv etter den første migreringen til post-kvantekryptografi.

Organisasjoner må derfor kartlegge hvilke kryptografiske teknologier som brukes, hvor de befinner seg og hvilke systemer som er avhengige av dem. De må også vurdere hvor lenge informasjonen må forbli beskyttet og hvor lenge de berørte produktene forventes å være i drift.

Om Terra Quantum

Terra Quantum er et kvanteteknologiselskap med virksomhet i Tyskland og Sveits. Selskapet tilbyr teknologi og tjenester innen kvantealgoritmer, kvantedatabehandling og sikker kommunikasjon gjennom en modell som selskapet kaller Quantum as a Service.

Innen sikkerhetsområdet, utvikling Terra Quantum løsninger for kvantesikker og postkvantesikker kommunikasjon for bedrifter, myndigheter og forretningskritiske miljøer.

Om Apex.AI

Apex.AI er et internasjonalt programvareselskap som utvikler sikkerhetssertifiserte og skalerbare plattformer for programvaredefinerte kjøretøy, robotikk og intelligente maskiner.

Selskapet ble grunnlagt i 2017 av Jan Becker og Dejan Pangercic og har hovedkontor i Palo Alto og opererer i flere internasjonale markeder. Selskapets kjerneplattform Apex.OS inkluderer komponentene Apex.Grace og Apex.Ida.