Quando la fisica quantistica aiuta a creare il telefonino più sicuro del mondo

L'ultimo prodotto dell'azienda ginevrina: un chip che equipaggia i nuovi telefonini di Samsung, i primi al mondo a utilizzare la crittografia quantistica. swissinfo.ch

Più il cellulare prende spazio nella nostra vita, più è soggetto ad attacchi informatici. ID Quantique, una giovane azienda ginevrina, ha risolto il problema utilizzando i principi della meccanica quantistica per creare un sistema di crittografia infallibile, adottato da Samsung.

Ogni giorno la stampa annuncia il pirataggio dei telefoni cellulari. Recentemente, gli esperti hanno trovato più di 400 vulnerabilità nei chip “Snapdragon” del produttore americano Qualcomm. Un annuncio che fa tremare, dato che questi piccoli componenti equipaggiano attualmente più di un miliardo di telefoni cellulari con sistema operativo Android.

Samsung sostiene di aver trovato una soluzione. Nel maggio 2020, il colosso sudcoreano ha lanciato un nuovo smartphone con tecnologia 5G, che garantisce l’assoluta segretezza della comunicazione. La novità sta in uno dei componenti, un chip sviluppato da ID QuantiqueCollegamento esterno, una piccola azienda con sede a Ginevra. Il chip utilizza la crittografia quantistica per generare numeri casuali che servono come chiavi a prova di manomissione per consentire una comunicazione sicura tra i dispositivi. “Noi basiamo la crittografia sulle leggi della fisica. E se la fisica non cambia, i nostri prodotti non saranno mai vulnerabili”, afferma Grégoire Ribordy, direttore e fondatore dell’azienda.

Grégoire Ribordy, direttore di ID Quantique. “Con questo chip abbiamo la prima applicazione di massa della tecnologia quantistica”. swissinfo.ch

La scommessa di quattro studenti

ID Quantique è stata creata nel 2001 con un capitale iniziale di 100’000 franchi. I promotori sono stati quattro giovani dottorandi del Dipartimento di Fisica Applicata dell’Università di Ginevra, che hanno avuto l’idea di lanciare uno spin-off, un’azienda nata da un progetto universitario. Oggi l’azienda ha sede in un edificio discreto nel comune di Carouge, un quartiere di Ginevra circondato da officine e concessionarie di automobili. L’azienda impiega 100 persone.

Poco dopo la fondazione, una società di capitale a rischio ha investito un milione di franchi nella start-up. Tre anni dopo, stava già realizzando profitti. Nel 2018, l’operatore di telefonia mobile sudcoreano SK Telecom ha acquisito il capitale di ID Quantique per 65 milioni di dollari e già oggi vende prodotti sul mercato globale.

Ma all’inizio il dottor Ribordy e i suoi colleghi volevano solo rispondere a una domanda: come inviare dati criptati con chiavi inviolabili? Hanno trovato la risposta nella crittografia quantistica, che utilizza i principi della meccanica quantistica (le cui fondamenta sono state gettate nella prima metà del XX secolo da giganti della fisica quali Max Planck e Albert Einstein) per garantire comunicazioni sicure tra i dispositivi.

Come funziona? Le chiavi di cifratura vengono inviate attraverso le fibre ottiche utilizzando i fotoni, le particelle elementari che compongono la luce. Contengono un ordine casuale di zero e uno, chiamato chiave quantistica.

Per gli hacker è impossibile intercettare queste chiavi senza essere scoperti. “La comunicazione tra i dispositivi è come una partita di tennis”, chiarisce Grégoire Ribordy. “Gli hacker entrano nel mezzo della partita, intercettano la palla e leggono le informazioni in essa contenute. Immaginate di sostituire la palla con una bolla di sapone. Se qualcuno cerca di intercettarla, scoppia e vediamo che c’è stata un’intrusione”.

Dalla scatola al chip

Il primo prodotto è stato lanciato nel 2003. Consisteva in una scatola delle dimensioni di un computer portatile, in cui i fotoni venivano preparati e inviati attraverso le fibre ottiche. La distanza massima raggiunta era di 100 chilometri. “La prima generazione del nostro prodotto era una scatola che funzionava come un generatore di numeri casuali quantistici”, spiega Ribordy. Ma anche se ha convinto alcuni clienti del settore bancario, non è stato un grande successo. “Era molto grande e molto costoso, il che spiega perché non ne abbiamo venduti molti”.

La seconda generazione è stata sviluppata un anno dopo. Era già notevolmente più piccola. I “Quantis QRNG” sono un insieme di chip che possono essere installati nei dispositivi o utilizzati come chiavette USB. L’azienda ha poi iniziato a vendere soluzioni ad altri settori quali la sanità, il commercio elettronico e persino le lotterie (tra cui la Loterie romande). “Con l’aiuto della fisica quantistica, è possibile generare numeri che non possono essere previsti in anticipo. Gli attuali programmi informatici simulano solo questa casualità. Se si testa il sistema correttamente e si dispone di dati sufficienti, è possibile prevedere i numeri”, aggiunge Grégoire Ribordy.

Tre generazioni di prodotti della ID quantique, dal più grande al più piccolo. swissinfo.ch

Dopo 18 mesi di ricerca, un gruppo di cinque ingegneri è riuscito a miniaturizzare il generatore di numeri casuali quantistici in un microchip di soli 2,5 millimetri. I numeri sono generati da impulsi di luce emessi da un diodo. E a causa dell’effetto quantico, è impossibile prevedere quante particelle di luce sono presenti in un impulso, rendendo possibile la generazione di numeri casuali perfetti.

«Il telefono più sicuro del mondo»

La tecnologia ha poi beneficiato della cooperazione tra la società madre, SK Telecom, e il produttore Samsung, che dal 22 maggio ha commercializzato il Galaxy A Quantum mobile, compatibile con la rete 5G. Descritto dalla stampa come “il telefono cellulare più sicuro del mondo”, utilizza il sistema di generazione di cifre casuali per diverse applicazioni come i portafogli digitali o i servizi bancari.

Secondo il responsabile dell’azienda ginevrina, il potenziale di utilizzo del prodotto è significativo. Con l’arrivo della quinta generazione di Internet mobile (5G), più di 46 miliardi di dispositivi dovrebbero essere collegati alla rete entro il 2026. E soprattutto non saranno solo telefonini. “Per me, la prossima crisi sarà legata alle vulnerabilità dei nostri sistemi interconnessi. Tutto ciò che prima era offline sta iniziando a collegarsi alla rete. Ci sono ospedali, macchine, automobili, droni o anche reti elettriche”, dice Grégoire Ribordy. Quindi la sicurezza sta diventando una questione cruciale.