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‍Cores-Brigde-PQC es nuestro proyecto de investigación en criptografía post-cuántica aplicada a comunicaciones seguras, orientado al desarrollo de Cores IP modulares para FPGA y con potencial adaptación futura a ASIC. Una propuesta flexible, escalable y ágil que busca facilitar la creación de túneles criptográficos "on-demand" resistentes a los retos de la computación cuántica.

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El futuro de la ciberseguridad no depende únicamente de reforzar los sistemas actuales, sino de anticiparse a las amenazas que llegarán con nuevas tecnologías. La computación cuántica plantea un desafío sin precedentes para muchos de los esquemas criptográficos utilizados hoy en día, especialmente aquellos basados en criptografía asimétrica, como RSA, Diffie-Hellman o curvas elípticas.

Por eso exploramos nuevas aproximaciones basadas en criptografía post-cuántica, un campo diseñado para proteger las comunicaciones frente a ataques clásicos y también frente a futuros ataques derivados de ordenadores cuánticos.

El reto: proteger las comunicaciones sin transformar la infraestructura

Uno de los grandes desafíos de la transición hacia la criptografía post-cuántica es que muchas infraestructuras actuales no están preparadas para soportarla de forma nativa. Protocolos, dispositivos de red, sistemas industriales, entornos IoT o plataformas empresariales pueden requerir modificaciones costosas si se pretende adaptar toda la infraestructura desde su base.

Aquí es donde cobra sentido una solución intermedia, transparente y especializada: dispositivos basados en FPGA capaces de insertarse entre ordenadores, periféricos o elementos de red para cifrar y descifrar el tráfico destinado a un túnel seguro, sin alterar el funcionamiento del resto de servicios.

De esta manera, el sistema puede proteger comunicaciones punto a punto a través de internet, manteniendo intacto el resto del tráfico de red, como servicios locales, impresoras, navegación convencional u otros recursos de la infraestructura.

Cores-Brigde-PQC: Cores IP modulares para túneles criptográficos post-cuánticos

Con este objetivo nace Cores-Brigde-PQCM un proyecto de investigación centrado en el diseño y desarrollo de una familia de Cores IP criptográficos post-cuánticos para su implementación sobre FPGA y, potencialmente, como base para futuros desarrollos ASIC.

El proyecto se basa en un enfoque modular, reutilizable y orientado a hardware. Los Cores IP se desarrollarán en RTL mediante lenguaje VHDL, permitiendo un diseño optimizado a nivel de circuito digital, con baja latencia, alto rendimiento y capacidad de adaptación a distintos escenarios.

La solución se basa en dos pilares fundamentales:

-Cores criptográficos: encargados de implementar operaciones de criptografía post-cuántica, vía ML-KEM y ML-DSA, junto con criptografía simétrica mediante AES.

-Túnel criptográfico: sistema TCP/IP, destinado a operar, analizar y modificar protocolos de red para gestionar el tráfico que debe circular a través de un túnel seguro.

La combinación de ambos permitirá que dos o más FPGAs establezcan túneles criptográficos post-cuánticos de forma transparente, gestionados por los propios dispositivos, facilitando comunicaciones seguras entre sistemas conectados sin requerir una configuración compleja ni cambios profundos en la infraestructura.

Una arquitectura flexible, criptoágil y preparada para el futuro

Cores-Brigde-PQC apuesta por una arquitectura diseñada para adaptarse a diferentes necesidades de ciberseguridad. Su carácter modular permite utilizar los Cores de forma conjunta, como parte de un sistema completo de túnel criptográfico, o de forma independiente, integrándolos en proyectos de terceros que requieran funciones criptográficas o de red específicas.

Gracias al uso de FPGA, el proyecto incorpora además una característica clave en el ámbito post-cuántico: la criptoagilidad. Esta capacidad permite actualizar, sustituir o adaptar algoritmos criptográficos sin rediseñar por completo el hardware, algo especialmente relevante en un escenario donde los estándares y recomendaciones de seguridad evolucionan de forma constante.

Entre sus posibles aplicaciones destacan:

-Comunicaciones seguras punto a punto, protegidas frente a amenazas clásicas y cuánticas.

-Reforzar la seguridad de infraestructuras existentes sin la necesidad de sustituir los sistemas presentes.

-Adaptar a la era cuántica entornos industriales e IoT, que requieren soluciones eficientes, compactas y de baja latencia.

-Generar un sistema capaz de encapsular, cifrar y autenticar el tráfico de red.

De esta forma, Cores-Bridge-PQC no solo impulsa la protección de las comunicaciones frente a la futura computación cuántica, sino que también contribuye a preparar una transición más sencilla, eficiente y escalable, hacia una nueva generación de infraestructuras criptográficas.

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