Terahercio: el wifi del futuro que cambiará tu vida digital

Un día sustituiremos nuestras redes wifi y 5G por otras de ondas más energéticas y capaces de portar mucha más información. Anticipan velocidades vertiginosas. Es lo que llamamos la banda del terahercio. Apenas sabíamos de su existencia, hay un par de promesas de las cibercomunicaciones del futuro que parecían más o menos ciertas: que los mensajes que circularán por redes del terahercio y los sistemas cuánticos son inviolables. Desde ahora, lo primero no está tan claro.

En redes basadas en terahercios trabajan apenas un puañado de laboratorios del mundo. En este de Estados Unidos, allí se afanan en desarrollar tecnologías que permitan su uso doméstico. Ellos mismos creyeron un día que estábamos ante redes apenas espiables. Y ellos mismos han demostrado que no. Una investigación publicada en Nature, muestra que es posible que un intruso inteligente intercepte una señal de un transmisor de terahercio sin que se detecte el fisgoneo en el receptor. Según el investigador Daniel Mittleman, profesor de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Brown, “mostramos que las escuchas no detectadas en el ámbito de los terahercios son más fáciles de lo que la mayoría de las personas habían asumido y que debemos estar pensando en los problemas de seguridad cuando pensamos en diseñar arquitecturas de red". Dicho esto, ¿se acabó la banda del terahercio? No, velocidades de más de 50 gigas por segundo están en juego.

Espías, detrás de las columnas

Debido a su mayor frecuencia, la radiación de terahercio puede transportar hasta 100 veces más datos que las microondas que se usan en la comunicación inalámbrica en la actualidad, lo que hace del terahercio una opción atractiva para usar en futuras redes inalámbricas. No son tan potentes como para resultar dañinas para los organismos (de hecho, son más débiles que el infrarrojo de un mando a distancia), pero ideales para llevar muchas señales por un mismo canal (como ocurre con la TDT, donde por una frecuencia van varias cadenas de TV).

La clave es que la hipotética banda del terahercio se mueve de manera muy fina, a diferencia del wifi o el 4G, que esparcen sus ondas por todos lados, "haciéndolas más vulnerables a ataques. A diferencia de las microondas, que se propagan en transmisiones de gran angular, las ondas de terahercio viajan en haces estrechos y muy direccionales", explica el ingeniero Josep Miquel Jornet, de la Universidad del Estado de Nueva York-Búfalo y participante en el estudio. "De algún modo el emisor lanza una señal que va buscando en todo momento al receptor. Si algo se interpone se podría pensar que la señal se corta". Pero la sorpresa ahora es que no es del todo así.

Esquema del experimento en que Alice manda un mensaje en terahercio a Bob. Parte de él se desvía en una columna hacia Eva, quien puede escucharlos U. Brown

"En las comunicaciones por microondas, un intruso puede colocar una antena en casi cualquier lugar del cono de transmisión y captar la señal sin interferir con el receptor deseado", explica Mittleman. "Suponiendo que el atacante pueda descifrar esa señal, puede escuchar a escondidas sin ser detectado. Pero en redes de terahercios, los haces estrechos implican que un interceptor debería colocar la antena entre el transmisor y el receptor. La idea era que no hay forma de hacerlo sin bloquear parte o toda la señal, lo que haría que un intento de escucha fuera fácilmente detectable por el receptor deseado". Pero no.

Mittleman y sus colegas de Brown, la Universidad Rice y la Universidad de Búfalo establecieron un enlace directo de datos de terahercios en línea entre un transmisor y un receptor, y experimentaron con dispositivos capaces de interceptar señales. "La señal puede ser muy direccional pero el intruso puede ser también muy muy pequeño", explica Jornet. Lo justo para desviar parte del chorro de datos. Incluso cuando el haz de datos es muy direccional, con un ángulo de cono de menos de 2 grados (en contraste con la transmisión de microondas, donde el ángulo es a menudo tan grande como 120 grados).

Colocaron una placa en el borde mismo de una viga o columna que es capaz de dispersar una pequeña porción de la señal. Para que un enlace de datos sea fiable, el diámetro del haz debe ser ligeramente mayor que la apertura del receptor. Eso deja un poco de señal para que un atacante trabaje sin proyectar una sombra detectable en el receptor.

Apenas una placa de metal puede redirigir la señal que llega a una columna, pudiendo interceptarla

Los investigadores demostraron que una pieza plana de metal podría redirigir una parte de señal que llega a la viga hasta un receptor secundario operado por un atacante. Los investigadores pudieron adquirir una señal utilizable en el segundo receptor sin una pérdida significativa de energía en el receptor primario.

El equipo mostró un enfoque aún más flexible (desde la perspectiva del atacante) utilizando un cilindro de metal en la viga en lugar de una placa plana.

"Los cilindros tienen la ventaja de que dispersan la luz en todas las direcciones, brindándole al atacante más opciones para configurar un receptor", explica Jornet. "Dada la física de la propagación de las ondas de terahercio, incluso un cilindro muy pequeño puede dispersar significativamente la señal sin bloquear el camino de la línea de visión".

Los investigadores demostraron otro tipo de ataque que involucra un divisor del haz colocado frente a un transmisor permitiría a un atacante robar lo suficiente como para ser útil, pero no tanto como para activar las alarmas entre los administradores de la red.

El resultado final, dicen los investigadores, es que si bien existen mejoras de seguridad inherentes asociadas con los enlaces de terahercio en comparación con las frecuencias más bajas, estas mejoras de seguridad aún están lejos de ser infalibles.

"Asegurar la transmisión inalámbrica de los espías ha sido un desafío desde los días de Marconi", dice Edward Knightly, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Rice. "Mientras que las bandas de terahercios dan un gran salto en esta dirección, desafortunadamente encontramos que hay métodos que pueden ser efectivos para interceptar la señal".