Comunicación segura desde la superficie de la Tierra a la órbita y viceversa [cerrado]

Soy una sonda alienígena de IA que orbita la Tierra. Conozco tu civilización. Te he estado observando durante milenios. Y hoy decidí hablar contigo por primera vez. Cómo sucedió no es importante.

Conozco sus idiomas principales (más o menos, ya que puede leer esto) y puedo usar todas las formas y medios de comunicación que desee. Pero...

  1. No quiero entrar en la atmosfera de tu planeta
  2. Quiero hablar con un solo interlocutor que hable por todos ustedes: una comisión o un embajador individual. Es tu decision.

Ahora, después del primer contacto , eligió por su seguridad revelar la información del primer contacto, pero también desea mantener segura la comunicación conmigo. Nadie debe poder interceptar las comunicaciones, entrando y saliendo. Estoy de acuerdo y puedo ignorar cada llamada o visita no deseada.

¿Cuál es la mejor manera de hacerlo? Puede usar toda la tecnología que ya tiene (en órbita o no) o construir algo ad-hoc.

Defina "a nadie se le debe permitir interceptar". Esto afecta mucho la solución. 1) ¿Se permite que terceros sepan que existe comunicación ? 2) En caso afirmativo, ¿se permite que terceros conozcan qué tipo de comunicación existe? 3) En caso afirmativo, ¿se permite que los terceros sepan cuándo se está produciendo la comunicación? 4) Asumiré que los contenidos deben mantenerse en secreto en todo momento.
"un interlocutor que habla por todos ustedes" <- ahí es donde su historia se vuelve improbable: D
¿Por qué nadie debe escuchar? ¿Por qué le confiarías al interlocutor tus secretos? En El fin de la infancia de Clarke, la comunicación con los Overlords era abierta (y bastante aburrida). Las pocas reuniones presenciales con el Interlocutor no discutieron material secreto ni estrategia nefasta.
@ user535733 Usted es una especie que se impresiona fácilmente y es fácil imaginar malentendidos cuando habla con 7 mil millones de personas.
@Lupetto, ¿el riesgo de malentendidos es alto? Si es así, ¿por qué iniciar el contacto en este momento? ¿Por qué no esperar a que la especie crezca un poco más?
@user535773 Bueno, este es el enfoque de la historia :D
¿Confía usted en la persona que hizo el primer contacto? Es realmente difícil evitar que otros intercepten comunicaciones si quiero que sean interceptadas. Dicho esto, si tuvo un primer contacto en el que confiaba, hay tanto espacio para transmitir un secreto compartido que la criptografía se vuelve... bueno... fácil.
El problema tal como lo veo es, ¿cómo sabría la IA cuál es la verdad, de varias afirmaciones en competencia para ser el embajador elegido? Si la IA puede hacer eso, solo necesita incluir una clave pública en su primer contacto, aceptar una clave pública del embajador y la comunicación restante puede continuar encriptada. Si la IA no puede hacer eso, entonces no es un problema tecnológico, es un problema político: ¿cómo se define la "voluntad colectiva" de un grupo que no es unánime? ¿Me he perdido el punto?
@Lupetto según su descripción, el extraterrestre no parece muy inteligente... El extraterrestre debe elegir al interlocutor, o puede ser engañado fácilmente por un grupo de campesinos sureños...

Respuestas (8)

Dado que lo que desea es una comunicación segura, creo que debería generar un par de claves de cifrado. De esa manera, incluso si alguien intercepta la transmisión entre usted y el embajador o la comisión, se cifrará de todos modos, y esto debería garantizar que usted y su interlocutor puedan hablar libremente. En cuanto a cómo transmitir el mensaje, bueno, podría aprovechar las comunicaciones de la ISS.

Al ser una IA alienígena, es posible que no esté familiarizado con el concepto, por lo que sugiero una visita a la gente de Security SE y Cryptography SE .

Esta es la respuesta correcta, para aclarar, ambas partes generan un par de claves pública/privada. El extranjero envía la clave pública. Los humanos designan al representante y publican una clave pública. El primer mensaje de la tierra está encriptado con la clave pública de los extraterrestres para que solo el ser humano pueda leerlo. Y firmado con la clave privada del representante humano. El extranjero puede leer el mensaje y verificar que fue enviado por el representante. El extranjero puede redactar una respuesta que solo el representante puede leer y firmar de la misma manera. Después de lo cual, las claves simétricas se pueden intercambiar de forma segura si los límites de cómputo lo justifican.
"... Aquí, Terran, está mi clave RSA segura de 256 bits de longitud..." ;-)
@jorfus Si bien esta podría ser la forma correcta de tener una conversación segura, ¿cómo sabrá la IA con quién debe elegir tener la conversación? Por ejemplo, si alguna facción no está de acuerdo con el representante elegido, entonces la Tierra nunca responderá (ya que habrá una discusión permanente sobre quién representará a la Tierra) o las facciones en desacuerdo simplemente publicarán su propia clave e intentarán vencer a los demás para establecer contacto con la IA. ¿Qué pasa si la otra facción envía primero un mensaje firmado y encriptado, que dice "no confíes en los otros que afirman representar a la Tierra"?

Enseña al interlocutor elegido tu idioma.

Si es lo suficientemente extraño, debería ser indescifrable para otros humanos.

Brillante. Soy un A (no tan) I.
Esto no es una garantía y ciertamente requiere mucho más tiempo que simplemente usar el cifrado.
@Shufflepants tal vez, pero hay un precedente histórico para esto. Estados Unidos usó los codificadores navajos durante la Segunda Guerra Mundial para las comunicaciones porque su idioma no estaba escrito, por lo que incluso si las comunicaciones fueran interceptadas, no podrían descifrarse. Llevaría tiempo enseñar a unos pocos humanos el idioma necesario para la comunicación, pero sería casi indescifrable para cualquier otra persona.
@Cody Sí, hay un precedente, pero solo lo hicieron porque sus radios eran analógicas (los microcircuitos aún no se habían inventado) y, por lo tanto, no tenían forma de implementar el cifrado en sus radios para una comunicación rápida en tiempo real. Tenga en cuenta que ya no hacen eso, ahora usan radios de señal digital encriptada porque es más fácil y mucho más difícil de descifrar.
Ciertamente no argumentaría en contra del cifrado, pero creo que se convertiría en un gran objetivo para el descifrado. Encriptar un idioma desconocido es prácticamente la mejor garantía para el secreto.
¿Esta IA alienígena entiende nuestros algoritmos de encriptación y es capaz de usarlos? De lo contrario, utilizar la mayor analogía posible minimizaría los gastos generales al permitir la comunicación en primer lugar. La infraestructura avanzada para facilitar la comunicación puede venir más tarde. A menos que esta IA sea como los extraterrestres en el Día de la Independencia, donde puedes conectar cualquier computadora portátil vieja.
Creo que la IA en un futuro cercano podrá traducir nuevos idiomas más fácilmente de lo que puede descifrar. Los idiomas están diseñados para comunicarse, el cifrado está diseñado para ofuscar. El cifrado es un método demostrablemente mejor de ofuscación.
@Jorfus Traducir un idioma conocido es totalmente diferente a descifrar uno desconocido. Y sí, deliberadamente elegí llamarlo 'descifrar'. Si realmente tienes que empezar de cero, si realmente no tienes ningún contexto, entonces no creo que haya ningún lugar sensato para empezar. Necesitábamos que la Piedra de Rosetta nos diera un punto de partida para descifrar los jeroglíficos egipcios porque era totalmente diferente de los idiomas vivos.

De la misma manera que el control de la misión se comunica con la gente en el espacio, a través de una transmisión de radio encriptada.

Aunque en la Tierra podemos comunicarnos con la ISS usando radioaficionados , las comunicaciones de misión crítica se manejan en un canal encriptado.

Tú, como extranjero visitante, deberías ser capaz de manejar esto. O puede visitar la ISS, donde los miembros de la tripulación estarán disponibles para facilitar su llamada.

:D - Tienes razón, yo era demasiado amplio. Editar en negrita.

Utilice una forma de transmisión altamente direccional una vez que haya seleccionado su interlocutor. Idealmente, descendería lo más bajo que se sienta cómodo y usaría un láser para comunicarse directamente hacia abajo. También querrás proteger este láser para que no se pueda ver su fuente, así que crea un tubo (perfora un trozo de asteroide, si es necesario) para protegerlo de todas las demás direcciones. Siéntase libre de usar también las otras respuestas, pero no puede descifrar lo que no puede ver ni escuchar, y eso es lo que hace que las comunicaciones basadas en láser sean tan seguras.

Las matemáticas rápidas dicen que si está en LEO (160 km), su punto de partida para un horizonte es 1437 km (900 millas / aproximadamente el tamaño de la Compra de Luisiana), pero esto solo importa si se está comunicando con un transmisor que es completamente no- direccional. Si está utilizando un láser, puede dictar qué tan grande es el área que puede ver su transmisión, hasta unos pocos pies cuadrados. Si tuviera una configuración lo suficientemente específica, probablemente podría hacer que su transmisión fuera visible para un solo ojo de una persona, pero no estoy seguro de cómo determinar qué necesitaría en términos de un conjunto de láser o colimador en ese punto.

Una desventaja de esto es que mantener la estación en un solo punto sobre la tierra requiere una gran cantidad de delta V (combustible para cohetes). Si eres una IA creada por una raza alienígena que tiene impulsos sin reacción, esto no te importa.

Si el uso de propulsor es un problema, puede subir a la órbita geoestacionaria y seguir haciendo esto, pero tendrá que apuntar con mucho más cuidado.

Suena bien, necesito saber más. Sin embargo, no entiendo muy bien lo del escudo.
La mejor manera de imaginarlo es levantar un flash y apuntarlo al suelo. Ilumina cierta área del suelo, ¿verdad? Ahora pegue con cinta adhesiva un rollo de papel toalla a la cabeza de la linterna e iluminará un área mucho más pequeña. El rollo de papel toalla actúa como un escudo o "gobo" (va en medio) en la jerga de la fotografía. El escudo no debería ser realmente necesario si está utilizando comunicaciones láser, pero ayudaría a evitar cualquier reflejo extraño que alguien podría usar para leer la señal sin estar en el área iluminada.
@Lupetto: debo aclarar que esto realmente solo funciona en frecuencias absurdamente altas, como en el rango de terahercios, que es donde está la luz. No puede hacer esto con una radio HF/onda corta sin algunos problemas serios de escala. En el lado positivo, los humanos tienen una comprensión intuitiva de cómo funciona la luz, por lo que es mucho más fácil de visualizar y no es realmente difícil producir grandes cantidades de luz. Aún así, probablemente quieras usar un láser (luz coherente) y no estaría de más cambiar las frecuencias de vez en cuando para molestar a las personas que intentan escuchar.

Como estructura creada por una civilización altamente desarrollada, probablemente sepa que en la época en que surge la computación cuántica, la criptografía clásica ya no es confiable, debido a que la complejidad computacional que protege los algoritmos criptográficos está disminuyendo gracias a la capacidad de las máquinas cuánticas para inspeccionar grandes cantidades de estados, exponenciales a número de sus qubits

Si bien está surgiendo un nuevo campo de criptografía cuántica , brinda una forma mucho más confiable de generar claves conocidas solo por los lados que se comunican, no por el hombre en el medio. Se basa en el principio de incertidumbre de Heisenberg . La tercera persona que intente observar la información cuántica durante el proceso de generación de claves compartidas necesariamente afectará este estado, lo que podría ser notado por ambas partes.

Desde el sitio de ingeniería, la comunicación cuántica es muy difícil en la Tierra debido a la alta densidad de la materia, las fluctuaciones del campo electromagnético y la alta temperatura promedio. En el espacio, incluso en la órbita terrestre, al menos podríamos mantener los materiales necesarios cerca del cero absoluto en estado superconductor y enviar algunos rayos cuánticos directamente a través del espacio, corrigiendo algunos errores de fluctuación con algoritmos de corrección de errores.

Supongo que el surgimiento de la computación cuántica podría ser la razón por la que ha decidido hablar con nosotros en este momento exacto, cuando la tecnología está disponible pero solo para unas pocas personas inteligentes.

tl;dr : proporcione a su contacto humano tantos bits de cifrado de libreta de un solo uso como necesiten. Esto da como resultado un secreto perfecto del mensaje; otros humanos nunca podrán romperlo, incluso con computadoras cuánticas hiper avanzadas.

Proporcionar libretas de una sola vez

El cifrado a través de un bloc de notas de un solo uso es perfecto e indescifrable, siempre que:

  1. el bloc de notas de un solo uso se generó utilizando un proceso que los atacantes no pueden aplicar ingeniería inversa; y
  2. cada parte de la almohadilla de un solo uso se desecha después de su uso y nunca se vuelve a utilizar.

Los seres humanos tienen muchos métodos para generar entropía informativa de alta calidad, es decir, blocs de notas de un solo uso que no se pueden modificar mediante ingeniería inversa. Pero, como una IA alienígena, es probable que tengas patrones y métodos locos que no podríamos esperar aplicar ingeniería inversa, lo que significa que eres una excelente fuente de entropía de calidad extrema.

No use métodos de encriptación normales

Creemos que los mejores métodos de encriptación son prácticamente irrompibles, en lo que respecta al conocimiento y la tecnología humanos modernos. Pero ¿por qué molestarse? Puede usar el cifrado perfecto a través de almohadillas de un solo uso.

Añade datos basura si quieres

La única gran fuga de información de la comunicación del bloc de notas de un solo uso es la cantidad de información y el tiempo en que se transmitió. Es decir, si alguien le envía un mensaje de 100 bytes, los espías pueden saber que recibió un mensaje de 100 bytes. No sabrían lo que dice , pero como saben que fue enviado, técnicamente sigue siendo una fuga de información.

Por lo tanto, agregue datos no deseados para completar mensajes hasta cierto tamaño, digamos 100 TB. Entonces, todo lo que un espía sabe es que se envió un mensaje que tenía un tamaño de hasta 100 TB.

Esto sería poco práctico para los humanos, ya que obtener 100 TB de entropía de un solo uso de alta calidad para cada mensaje sería realmente molesto y costoso, pero dado que eres una IA alienígena, probablemente sea básicamente gratis para ti.

Programe transmisiones periódicas

Haga que su contacto humano envíe mensajes a horas regulares programadas, incluso si no tienen nada que decir y terminan enviando datos basura.

De esta manera, nadie sabe cuándo estás enviando mensajes. Todo lo que cualquier espía puede decir es que no le están enviando más del tamaño del mensaje a la tarifa programada regularmente.

Usar un canal de transmisión oculto

Usando las tácticas anteriores, ningún espía podría leer sus comunicaciones o saber cuándo las está enviando. A lo sumo, saben que no está enviando más de, digamos, 100 TB de mensajes en cada ciclo de comunicación; lo cual, dado que eso ya es casi un hecho, no importa.

Pero, si quieres ir un paso más allá, podrías hacer un canal de transmisión direccional. Esto tendría la ventaja de que los espías ni siquiera tendrían la oportunidad de darse cuenta de que se está produciendo algún tipo de comunicación secreta.

Si yo fuera tú, enviaría mi propio dron a la superficie y me comunicaría a través de él, de esa manera sabrían con seguridad que no están siendo engañados por una señal de radio pirata y un niño con Mad FX Skills. Deja que los humanos decidan quién se pone delante del dron.

Mi política de agresión cero lo hace imposible.

Aquí hay un artículo sobre comunicaciones cuánticas que debería encajar a la perfección. China está instalando un satélite para probarlo pronto.

El mensaje no se envía utilizando el entrelazamiento cuántico (todavía no hemos llegado), pero sí la clave de descifrado.