Nelle sale dell’Università del Surrey, ormai deserte a causa della pandemia, a 30 miglia a sud-ovest di Londra, una serie di server è in funzione a pieno regime da mesi. Il suo carico di lavoro: sostenere la ricerca all’avanguardia condotta da circa 200 docenti e studenti che operano a distanza, impegnati a sviluppare la prossima generazione di tecnologie wireless.
No, non è il 5G. È 6G. Come nella sesta generazione di tecnologia wireless.
Sebbene possa sembrare un esempio di come i tecnici stiano esagerando — dato che le torri 5G stanno iniziando solo ora a essere ampiamente implementate e le aziende stanno valutando come sfruttare al meglio le loro reti ultraveloci e a bassa latenza — si tratta di un passo successivo fondamentale nel campo dell’informatica e delle comunicazioni. Un giorno ridefinirà l’edge computing, trasformerà le amministrazioni pubbliche, darà vita a nuovi settori industriali e solleverà una serie di questioni relative alla sicurezza informatica mai viste prima.
«Al momento, esistono diverse visioni su come sarà il 6G », afferma Rahim Tafazolli, fondatore e direttore dell’ Institute for Communications Systems del Surrey e dei suoi centri di innovazione 5G e 6G .
Tafazolli sta contribuendo a guidare l'impegno volto a definire tale visione. Egli afferma che il primo passo consiste nel definire le funzionalità che dovrebbero essere aggiunte alla versione 5G nell’ambito di un aggiornamento provvisorio previsto tra cinque o sei anni, che gli esperti denominano 5,5G. «Le strategie attuali sono incentrate sul portare il 5G, un sistema molto efficiente, a un livello superiore e poi partire da lì», afferma.
La corsa al numero 6G è talmente importante che gli Stati Uniti e la Cina sono in competizione per definirne il significato e assicurarsi i relativi brevetti. Anche colossi del settore come Qualcomm, Samsung e Nokia sono in lizza e stanno cercando di capire come monetizzare e proteggere questa tecnologia.
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Come queste entità si basino sul 5G è un mistero per tutti. Tuttavia, gran parte delle speculazioni verte sui modi per andare oltre i progressi in termini di velocità elevata e bassa latenza nel 5G , al fine di garantire una connettività wireless ancora più veloce, più sincronizzata e sicura a ogni persona, luogo e oggetto del pianeta.
Corpi elettrici
Stephen Douglas è a capo della divisione 5G Strategy presso la società britannica Spirent Communications. Ma dedica una parte sempre maggiore della sua giornata a ciò che va oltre. Douglas descrive il futuro delle comunicazioni nei seguenti termini: le nostre attuali reti 4G hanno reso possibili applicazioni quali i video mobili in alta definizione. Le reti 5G faciliteranno l’implementazione della realtà aumentata (AR), della realtà virtuale (VR) e dell’intelligenza artificiale (AI) a livello periferico. Le reti 6G realizzeranno qualcosa che sembra fantascienza: creeranno un ponte tra i nostri mondi fisico, digitale e biologico.
“Immaginate un medico che esegue un intervento chirurgico su un paziente a 1.000 miglia di distanza e che percepisce gli strumenti robotici che sta manovrando.”
Ad esempio, afferma Douglas, la versione 6G potrebbe consentirci di superare le reti geografiche (WAN) e accelerare l’avvento delle reti corporee (BAN) . Questo concetto, ormai consolidato da decenni, consente ai sensori a basso consumo energetico, posizionati sul corpo umano, attorno ad esso o persino al suo interno, di connettersi a servizi online essenziali, quali il monitoraggio della salute e del benessere.
Le BAN potrebbero portare la tecnologia digitale oltre il suo ambito tradizionale della vista e dell’udito, per rivolgersi agli altri sensi (olfatto, gusto e tatto). Immaginate, ad esempio, un medico che esegua un intervento chirurgico su un paziente a 1.000 miglia di distanza e che percepisca gli strumenti robotici che sta manovrando. Oppure si pensi a un critico gastronomico che utilizza un BAN per valutare a distanza il sapore e l’odore delle pietanze del menu per la propria rubrica settimanale.
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“«Ritengo che la volontà di fornire BAN personalizzati sia considerata una delle principali potenzialità del 6G wireless», afferma Douglas. «Ma, naturalmente, ogni volta che si ha a che fare con informazioni relative al nostro corpo, sorgono immediatamente questioni relative alla sicurezza e alla privacy che dovranno essere affrontate.»
Rimbalzare contro le pareti
I ricercatori stanno inoltre valutando come integrare le frequenze radio terahertz nelle reti wireless 6G per risolvere un fastidioso problema: i segnali delle antenne di telefonia mobile spesso non riescono a penetrare all’interno degli edifici. Ma il modello 6G , che utilizza frequenze THz, potrebbe essere in grado di farlo. Il problema, afferma Douglas, è che i segnali radio nella banda compresa tra 100 GHz e 10THz tendono a subire elevate perdite di propagazione (una riduzione della densità di potenza). Pertanto, come soluzione, il settore sta prendendo in considerazione le superfici riflettenti intelligenti.
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Anziché ricorrere a metodi drastici per far passare il segnale wireless attraverso le pareti, è opportuno rivestire ogni superficie con materiali riflettenti che deviano e amplificano la potenza del segnale. Douglas li paragona a quelle piccole palline argentate presenti nelle macchine da pachinko . È ipotizzabile che i segnali possano rimbalzare su qualsiasi oggetto trattato per penetrare in profondità all’interno degli edifici.
I segnali potrebbero inoltre riflettersi sulle superfici urbane per raggiungere luoghi dietro gli angoli, in fondo all’isolato o fino ai sobborghi privi di ripetitori di telefonia mobile. Per evitare il rimbalzo casuale e caotico dei segnali, si potrebbero stampare circuiti logici direzionali su “metamateriali” sottili come carta, al fine di gestire meglio e indirizzare strategicamente tali segnali, indipendentemente dalla generazione di segnale, che si tratti della 5G , della 6G o di quelle successive.
Ciò comporta l'ulteriore vantaggio di migliorare l'efficienza energetica. «Il modo in cui oggi affrontiamo molte delle sfide legate alle comunicazioni radio consiste nell’aumentare la potenza fornita alle antenne radio, nel tentativo di potenziare il segnale e superare gli ostacoli», afferma. «Ma se non devo farlo, posso ridurre i costi legati al consumo energetico delle radio [del dispositivo endpoint ].»
«. Ci concentreremo sul rendere l’intero sistema più efficiente dal punto di vista energetico e più rispettoso dell’ambiente.»Rahim Tafazolli, direttore dell’Istituto per i sistemi di comunicazione dell’Università del Surrey
Il prof. Tafazolli dell’Università del Surrey, il cui team è stato il primo a realizzare un prototipo di superfici riflettenti intelligenti, concorda e afferma che la sostenibilità costituirà probabilmente un elemento fondamentale di qualsiasi futura architettura wireless 6G .
«Ci concentreremo sul rendere l’intero sistema più efficiente dal punto di vista energetico e più rispettoso dell’ambiente», afferma. «Utilizzeremo fonti di energia rinnovabile per ogni aspetto, dall’antenna alla stazione base e alla rete.»
Un altro importante ambito di ricerca del corso 6G attualmente in discussione riguarda la sincronizzazione temporale , una funzionalità fondamentale per consentire l’interazione digitale tra il mondo fisico e quello cibernetico. In sintesi, la sincronizzazione temporale consente di Detect il movimento, la posizione e la vicinanza. Ad esempio, se una persona che indossa occhiali a realtà aumentata volesse stringere la mano a distanza a un’altra persona o a un robot — e “percepire” tale contatto —, tale interazione dovrebbe essere orchestrata. Come osserva Tafazolli, ciò non è ancora possibile con 5G sistemi, ma lo sarebbe con 6G.
Una superficie di attacco estremamente ampia
Una conseguenza di tutte queste 6G possibilità è che, se anche solo una minima parte di esse dovesse concretizzarsi, potrebbero cambiare completamente la definizione stessa dei dispositivi “ endpoint ”. Oggi, la maggior parte delle aziende definisce gli endpoint come PC, laptop, tablet, smartphone e stampanti collegati alla rete. Ma se 6G trasformasse tutte le superfici in dispositivi connessi, allora quasi qualsiasi oggetto fisico potrebbe, in teoria, diventare un “ endpoint”.
Si tratta di una superficie di attacco enorme, che senza dubbio spinge i ricercatori a riflettere sulla sicurezza in modi più innovativi, afferma Jeff Kagan, autore e analista del settore delle telecomunicazioni.
«Il settore è pienamente consapevole del rischio e sta prestando particolare attenzione alla questione», afferma. «Ogni anno diventano sempre più intelligenti. Ma è una battaglia continua, perché i malintenzionati sono sempre alla ricerca di nuovi modi per introdursi nei sistemi, e la situazione sta diventando sempre più difficile da gestire. «Gli operatori e i produttori di apparecchiature devono escogitare un milione di modi per proteggere le proprie reti, ma a un hacker basta un solo punto di accesso per sferrare con successo un attacco informatico.»
Nuovi modelli di fiducia
Una delle contromisure che i ricercatori di 6G stanno prendendo in considerazione è una rete basata sulla fiducia: gli endpoint potrebbero accedere a un sistema interconnesso solo se segnalati da endpoint pari o se dimostrano di aver tenuto una condotta irreprensibile in passato. I ricercatori stanno già studiando quali siano gli elementi che definiscono una solida reputazione e quali tecniche possano contribuire a determinarla. Stanno inoltre discutendo su come raccogliere, archiviare ed elaborare i dati relativi alla storia di un “ endpoint”, afferma Douglas. Si ritiene che la tecnologia dei registri distribuiti ( ), nota soprattutto per il suo legame con la blockchain e il bitcoin, rappresenti uno degli approcci principali per rendere possibile tutto ciò.
In addition to trust models, researchers are investigating quantum communication for securing 6G networks and endpoints. La comunicazione quantistica si basa essenzialmente sulla distribuzione quantistica di chiavi (QKD), che utilizza gli stati quantistici delle particelle, in genere fotoni di luce, per la trasmissione dei dati. Come spiega Martin Giles, ricercatore senior presso l’ , del Center for Digital Transformation dell’Università della California, Irvine (), queste particelle assumono uno stato di “sovrapposizione”, il che significa che possono rappresentare contemporaneamente molteplici combinazioni di 1 e 0 .
«Il vantaggio di (questi bit quantistici, o qubit) dal punto di vista della sicurezza informatica è che, se un hacker tentasse di osservarli mentre sono in transito, il loro stato quantistico estremamente fragile “crollerebbe” assumendo il valore 1 o 0», scrive Giles nell’articolo “ ” pubblicato su MIT Technology Review. «Ciò significa che un hacker non può manomettere i qubit senza lasciare tracce evidenti della propria attività.»
La comunicazione quantistica è ancora agli albori. Ma almeno un Paese, la Cina, sta cercando di assumere fin da subito un ruolo di primo piano nel suo sviluppo. Infatti, nel 2016, la Cina ha lanciato quello che ha definito il primo satellite al mondo (il , denominato Micius o Mozi, dal nome del filosofo cinese) per rendere possibile questa tecnologia, considerata da molti praticamente impossibile da hackerare. Se la comunicazione quantistica dovesse diventare la norma, gli esperti ritengono che potrebbe rendere obsoleti gli attuali metodi crittografici.
«Ma la grande sfida al momento è rappresentata proprio dalla tecnologia quantistica stessa, a causa degli elevati costi di elaborazione», afferma Douglas. «In questa fase, non è ancora realmente praticabile per i sistemi commerciali e permangono alcune difficoltà nel controllarlo.» «Ma nei prossimi 10 anni, vi sono prove più che sufficienti a suggerire che tali problemi saranno risolti».
L'automazione della sicurezza informatica
L'intelligenza artificiale potrebbe inoltre apportare un valore aggiunto alla sicurezza delle reti 6G e dei dispositivi endpoint . L’idea è che, con miliardi di nuovi oggetti dell’ endpoint e improvvisamente in gioco, garantire la sicurezza di tutto ciò richiederebbe un livello di armonizzazione che al momento non esiste. L'automazione dei processi di sicurezza tramite l'intelligenza artificiale, tuttavia, consentirebbe alle organizzazioni di individuare in modo proattivo le minacce e di avviare le procedure di sicurezza senza che gli esseri umani debbano mai intervenire. Il sogno secolare di reti e dispositivi in grado di difendersi e autoripararsi potrebbe diventare realtà.
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Tafazolli afferma che, sebbene «nessun sistema sia sufficientemente sicuro», il 6G dovrebbe risultare affidabile sotto questo aspetto. Ogni G, ovvero ogni generazione, afferma, è migliorata progressivamente. Anche la versione 5G, che continuerà a essere aggiornata e migliorata, è di gran lunga più sicura della 4G. Tuttavia, aggiunge, sarà fondamentale integrare nel 6G funzionalità volte a rafforzare la privacy, vista l’entità della condivisione di dati digitali e biologici riservati che tale sistema potrebbe consentire.
Tutte queste 6G opzioni di sicurezza continueranno a essere oggetto di discussione man mano che ricercatori, leader del settore e agenzie governative affineranno le proprie riflessioni in vista di una futura standardizzazione.
«Dobbiamo ancora concordare tutti su una visione comune di ciò che farà la 6G », afferma Tafazolli. «A quel punto potremo valutare appieno quali tipi di misure di sicurezza e di tutela della privacy saranno necessarie.»
