Mengamankan Masa Depan dari Masyarakat Digital: Meraih Transfer yang Aman untuk Data Sensitif Antar Fasilitas Jarak Jauh dalam Satu Fiber

Iklan Semua Halaman

 


Dukungan setiap lapisan masyarakat diperlukan untuk melindungi diri dan lingkungan dari Covid-19 dengan cara menyukseskan program vaksinasi pemerintah dan tetap mematuhi protokol kesehatan * Penerapan protokol kesehatan menjadi kunci penting pencegahan penyebaran COVID-19. Cara itu bisa dimulai dari kedisiplinan di dalam rumah, terutama jika salah satu anggota keluarga aktif beraktifitas di luar rumah. Kesadaran dan peran seluruh anggota keluarga untuk saling melindungi satu sama lain dengan menerapkan protokol pencegahan penyebaran COVID-19 sangatlah penting. * Yuk, patuhi protokol kesehatan dengan melakukan 3M!

Mengamankan Masa Depan dari Masyarakat Digital: Meraih Transfer yang Aman untuk Data Sensitif Antar Fasilitas Jarak Jauh dalam Satu Fiber

Jumat, 28 Mei 2021

 

 



Seperti semua teknologi yang muncul, transisi dari laboratorium ke penerapan komersial membutuhkan navigasi yang sukses melalui banyak fase kritis, dan mungkin yang paling penting adalah pengujian dan percobaan dengan mitra komersial dan di kondisi  yang nyata. Artikel ini mengulas mengapa Toshiba QKD dibutuhkan, dan memamerkan penerapan komersial teknologi tersebut pada jaringan langsung di Inggris, menunjukkan bahwa teknologi tersebut sekarang telah siap untuk penerapan komersial.

Mengapa QKD?

Enkripsi yang aman dan andal adalah keniscayaan yang dimana saat ini ekonomi digital berjalan, suatu ketergantungan yang begitu luas sehingga cenderung diabaikan. Sistem enkripsi seperti enkripsi kunci publik RSA (public key encryption/PKE), sangat penting untuk web, e-commerce, dan transfer serta penyimpanan yang aman dari jumlah besar data sensitif bisnis dan pribadi, namun keamanan yang mendasari infrastruktur ini sering kali diabaikan. Sekarang, untuk pertama kalinya, keamanan PKE terancam oleh dua poros kekuatan yang muncul: penjahat dunia maya yang memiliki sumber daya yang baik termotivasi untuk mencuri data pribadi dan suatu kemungkinan yang mengkuatirkan dimana mereka mungkin akan segera dibantu oleh teknologi komputasi kuantum yang muncul.
 
Setelah stabilitas selama beberapa dekade, gagasan tentang dunia di mana keamanan enkripsi rusak atau terdegradasi mungkin tampak tidak masuk akal, tetapi ini sekarang menjadi kemungkinan yang nyata. Selama bertahun-tahun, komputer kuantum universal hanyalah perangkat hipotetis. Dalam 20 tahun terakhir, ini telah berubah dengan munculnya sistem berbasis qubit pertama yang sederhana, yang telah berkembang pesat menjadi perangkat yang lebih canggih yang terlihat mampu memecahkan masalah matematika di luar kemampuan komputer klasik.
 

Sayangnya, kombinasi niat buruk dan kemampuan teknologi baru ini muncul pada saat volume data, yang bergerak melintasi jaringan, sedang dipercepat melalui perluasan lalu lintas seluler 5G, serta Internet of Things (IoT) dan komunikasi mesin-ke-mesin (machine-to-machine/M2M). Untuk menempatkan ini dalam perspektif, Cisco memperkirakan bahwa pada tahun 2021 lalu lintas seluler saja diharapkan menjadi 122 kali lebih besar daripada tahun 2011. Pertumbuhan proporsi yang dianggap sensitif bagi pemilik bisnis.

Komputer kuantum, tentu saja, mengancam tidak hanya data yang sedang dikirim hari ini, tetapi jumlah besar yang telah disimpan dalam bentuk terenkripsi yang membentang balik ke dalam sejarah komputasi. Sementara data tersebut aman hari ini, tidak ada yang bisa menghentikan penyerang mengunduhnya dalam bentuk terenkripsi dan menunggu komputer kuantum muncul, mengunduh versi terkini, membuka enkripsinya dan menebarkan serangan. Menghadapi kemungkinan ini tidak hanya merupakan tantangan teknis tetapi juga merupakan keharusan komersial dan peraturan. Tanpa enkripsi yang aman, komunikasi pribadi yang diasumsikan saat ini akan mulai terkikis, merusak perdagangan digital besar-besaran dan, melalui itu, ke seluruh perekonomian.

Distribusi kunci kuantum (QKD)


Kriptografi kuantum, yang diimplementasikan melalui distribusi kunci kuantum (QKD), menawarkan jalan keluar dari kebuntuan ini. Tidak seperti enkripsi kunci publik konvensional, yang keamanannya bergantung pada ketidakmampuan komputer klasik untuk memecahkan masalah matematika kompleks dalam jangka waktu praktis, keamanan QKD dijamin oleh hukum fisik yang fundamental dan tidak dapat dihindari. Dikombinasikan dengan algoritma yang tahan kuantum, ini berarti bahwa QKD tidak hanya aman dari serangan penyadapan saat ini tetapi juga semua serangan yang akan datang.


QKD bekerja dengan mendistribusikan kunci enkripsi secara aman antara dua pihak yang berkomunikasi sehingga setiap percobaan penyadapan akan menghasilkan penyimpangan yang tidak mungkin disembunyikan.

Teknologi perintis dan keahlian yang tak tertandingi dikembangkan selama hampir dua dekade penelitian

Toshiba telah menjadi pelopor QKD selama hampir 30 tahun, mencapai serangkaian dari banyak hal yang pertama dan demonstrasi publik yang telah mengubah teknologi dari sebuah pembuktian suatu konsep (proof-of-concept) yang menjanjikan menjadi suatu penerapan komersial secara penuh. Upaya penelitian dimulai dengan pendirian Laboratorium Penelitian Cambridge pada awal 1990-an diikuti pada tahun 2000 dengan pengembangan komponen kunci yang menjadi dasar teknologi, detektor foton tunggal. Pada tahun 2004, Toshiba melakukan demonstrasi QKD pertama di dunia melalui koneksi fiber sepanjang 100 km, diikuti pada tahun 2008, dengan rekor kecepatan kunci dunia 1Mb/s pada 20 km. Saat ini, QKD Toshiba telah mencapai rekor kecepatan kunci 13,7Mb/dtk selama 10 km. Jarak maksimum telah ditunjukkan hingga 240 km, atau 500 km menggunakan teknologi baru, Twin-Field QKD, yang memungkinkan komunikasi yang aman antar kota. Pada tahun 2019, Toshiba bergabung dengan proyek OpenQKD yang didanai Uni Eropa sebagai mitra teknologi untuk membuat tempat pengujian QKD yang menghubungkan kota-kota termasuk Wina, Berlin, Madrid, Poznan, Cambridge, dan Graz.

 



Multiplexing - mengambil arus utama QKD

Setelah penelitian dan pengembangan selama beberapa dekade, kedatangan QKD multipleks dari Toshiba merupakan tonggak penting untuk QKD. Dengan cepat, ini memungkinkan QKD untuk diimplementasikan pada serat pembawa data (data carrying fibre), dan dengan demikian sangat mengurangi biaya penyebarannya, membuat teknologi ini kompetitif secara komersial di jaringan operator standar. Sampai saat ini, QKD telah menjadi teknologi yang memberikan tingkat kepastian yang tinggi tentang pertukaran kunci yang aman; dengan multiplexing, untuk pertama kalinya kepastian itu dapat diakses secara komersial bahkan bagi organisasi sesederhana layanan operator.

Sistem QKD konvensional memiliki kekurangan karena memerlukan saluran fiber terpisah untuk distribusi dan data utama yang membuatnya lebih mahal untuk diterapkan menggunakan serat gelap (dark fibre). Untuk alasan itu, Toshiba telah mengembangkan alat multiplexing divisi panjang gelombang (WDM) di mana saluran data kuantum dan klasik dapat berbagi serat cahaya yang sama pada O-band (sinyal kuantum) dan C-band (lalu lintas data) dari jarak jauh. hingga 70 km, dan dengan key rate lebih dari 40 kb/s untuk setiap 10 dB yang hilang.
 
Membuat QKD multipleks menjadi praktis dalam jaringan dunia nyata yang tidak stabil, telah membutuhkan kemajuan besar dalam teknologi untuk mengkompensasi gangguan dan kehilangan sinyal, terutama karena keluaran data dan tingkat signal-to-noise meningkat. Sinyal laser yang digunakan pada saluran klasik lebih dari sepuluh juta kali lebih kuat dan lebih terang daripada yang ada pada saluran kuantum, sehingga memerlukan pengembangan penyaringan berpemilik (proprietary filtering) untuk memungkinkan pemisahan sinyal tanpa tingkat kesalahan yang tidak dapat diterima. Selain itu, Toshiba menggunakan teknologi stabilisasi aktif untuk secara otomatis memantau dan mengkompensasi variasi yang sangat kecil dalam suhu serat atau panjang fisik yang dapat menyebabkan kesalahan dan mengurangi kecepatan bit. Kecepatan data beberapa Tb/s sekarang dimungkinkan bersama dengan QKD dalam mode WFM ini.

Perekonomian siap kuantum (quantum-ready economy)

Pada tahun 2020, Pemerintah Inggris mengumumkan pembentukan National Quantum Computing Centre (NQCC), bagian dari program investasi yang mencakup pendanaan £ 10 juta untuk komputer kuantum komersial pertama di negara itu yang dirancang dalam menguji algoritma dan aplikasi baru sebagai bagian dari rencana untuk membuat negara menjadi "ekonomi siap kuantum". Investasi serupa terjadi di seluruh dunia, termasuk di AS dan China, perkembangan yang menggarisbawahi langkah yang sedang dibuat menuju ekonomi yang ditanggung oleh kemajuan teknologi kuantum. Hal ini belum merupakan sesuatu yang biasa bagi teknisi jaringan di dunia saat ini, tetapi walaupun begitu tidak sepenuhnya asing. Di QKD, tahap pertama era kuantum sudah tersedia untuk digunakan.

Mencapai transfer data sensitif yang aman antara fasilitas produksi industri jarak jauh pada satu serat


Toshiba, dalam kemitraan dengan BT, telah berhasil menerapkan penyebaran industri pertama di Inggris dari jaringan aman kuantum, yang mentransmisikan antara National Composites Center (NCC) di Bristol, fasilitas penelitian dan pengembangan komposit terkemuka di Inggris, dan Pusat Pemodelan & Simulation (Centre for Modelling & Simulation/CFMS), organisasi penelitian nirlaba yang memelopori kapabilitas rekayasa digital baru.

Penerapan yang pertama dari jaringan aman kuantum secara industri di Inggris

Jaringan tersebut mendemonstrasikan bagaimana Quantum Key Distribution (QKD) dapat digunakan untuk mengamankan lalu lintas data antara situs industri utama di mana keamanan menjadi yang terpenting.
 
Solusi teknologi digunakan untuk menggantikan pendekatan 'manual' dalam memindahkan data sensitif secara fisik pada perangkat penyimpanan portabel antara situs NCC dan CFMS di Emerson's Green dan Filton di Bristol Utara, serta di Universitas Bristol, sehingga menghemat waktu dan meningkatkan keamanan data penting. Menggantikan mentransmisikan data secara fisik, sekarang data ditransfer dengan kecepatan tinggi di lebih dari 7 km kabel serat optik, di mana kunci enkripsi juga ditransmisikan sebagai aliran foton tunggal 'yang dikodekan'.

   

Teknologi multiplexing yang inovatif memungkinkan data dan kunci kuantum ditransmisikan pada serat yang sama, menghilangkan kebutuhan akan infrastruktur khusus yang mahal untuk distribusi kunci.
 
Dengan menggunakan fiber Openreach standar, sistem QKD Toshiba memungkinkan distribusi 1000 kunci kriptografi per detik. Kompatibilitas multipleksnya yang inovatif memungkinkan data dan kunci kuantum dikirim pada serat yang sama, menghilangkan kebutuhan akan infrastruktur khusus yang mahal untuk distribusi kunci.
 
Jaringan juga mendapatkan keuntungan dari teknologi Stabilisasi Aktif Toshiba (Toshiba’s Active Stabilisation technology), yang memungkinkan sistem untuk mendistribusikan materi utama secara terus menerus, bahkan dalam kondisi pengoperasian yang paling menantang, tanpa campur tangan pengguna. Hal ini untuk menghindari kebutuhan kalibrasi ulang sistem karena perubahan panjang serat akibat suhu.

 




Tonggak penting di saat Inggris bergerak menuju ekonomi siap kuantum

Di Inggris Raya, dan bahkan secara global, perusahaan modern menjadikan investasi dalam transformasi digital sebagai prioritas untuk mengembangkan cara kerja fasilitas dan aset mereka. Karena transformasi digital ini berlanjut pada tingkat eksponensial, dan rantai pasokan untuk desain dan produksi menjadi lebih pintar dan lebih tersebar luas, mengamankan transmisi data antar situs menjadi penting untuk melindungi desain sensitif dan data produk.
 
Mengaktifkan tingkat akses kolaboratif yang lebih tinggi untuk rantai pasokan terdistribusi, QKD akan membuka potensi IIoT (Industrial Internet of Things) di mana transmisi dan berbagi data yang sangat aman sangat penting.
 
Berbagi data dengan aman menggunakan QKD telah menjadi pertimbangan komersial yang penting untuk bisnis.


“Kami senang dapat bekerja sama dengan BT dan Toshiba, untuk berpartisipasi dalam penerapan perintis ini,” kata Marc Funnell, Direktur Digital & DETI di NCC. “Quantum mendorong kami untuk berpikir secara berbeda tentang bagaimana kami mengamankan data kami. Konektivitas yang sangat aman dan andal adalah kunci yang memungkinkan DETI mempercepat transformasi rekayasa digital bagi industri Inggris. Rencana masa depan akan melihat kami memperdalam dan memperluas jangkauan dan cakupan, berintegrasi dengan landasan pengujian 5G kami di NCC dan di seluruh mitra konsorsium DETI kami.”


Nathan Harper, Kepala CFMS Engineering Compute Services, mengatakan: “Proyek ini menunjukkan bagaimana QKD dapat digunakan dalam situasi dunia nyata. Rekayasa digital menawarkan manfaat yang signifikan di berbagai sektor industri, tetapi ini hanya dapat dicapai jika sejumlah besar data digital dapat dibagikan dengan aman. Komputasi kuantum berpotensi merusak metode enkripsi TI saat ini, tetapi proyek ini menunjukkan bahwa QKD siap untuk pemakaian komersial dan kami dapat terus berbagi data sensitif di seluruh jaringan publik.”


Andrew Shields, Kepala Grup Teknologi Kuantum Toshiba di Inggris mengatakan - “Bekerja dengan NCC, CFMS, dan BT telah memungkinkan kami menunjukan teknologi yang aman dari komunikasi kuantum kami di dalam aplikasi manufaktur pintar (smart manufacturing applications). Dengan menggandakan sinyal kuantum pada serat pembawa data biasa, kami dapat mengintegrasikan QKD dengan produk serat BT standar, yang menunjukkan bahwa QKD sekarang siap digunakan tanpa infrastruktur khusus yang mahal”.
 
Diharapkan komputasi kuantum akan memainkan peran kunci dalam transformasi ekonomi Inggris di dunia pasca-Brexit, dengan potensi dampak instrumentalnya di masa depan dalam mempertemukan antara pabrik pintar (smart factories) dan Industri 4.0.

 https://www.toshiba-clip.com/en/detail/p=863