La Criptografia Postquàntica

El repte silenciós que transformarà les xarxes elèctriques

Aquest artícle corgeix d'una conversa aparentment informal, però des del meu punt de vista, molt reveladora des d'un company de feina qui es especialment actiu en el món de la intel·ligència artificial. 

Avui dia, estem enmig d’un debat sobre la velocitat amb què la IA està transformant tots els sectors, es a dir des de la indústria, les llars, educació fins a la recerca científica. i em va venir al cap el següent pensament: 

Estem parlant molt de la IA generativa, però penso que el canvi tecnològic més important dels pròpers anys serà la computació quàntica… i la següent pregunta que em va tornar a venir al cap és, si ens estàvem preparant per que les infraestructures crítiques tinguin un impacte criptogràfic.

La frase és provocadora, però li veig una càrrega de realitat. La IA està aglutinat l’atenció mediàtica i empresarial, mentre que la criptografia postquàntica continua sent percebuda, sovint, com un problema llunyà o estrictament acadèmic. Tanmateix, quan s’analitza amb més de detall, el risc és extraordinari, especialment en sectors com el de l’energia, on les infraestructures tenen una vida útil molt més llarga que el que acostumen les tecnologies digitals modernes.

Aquella proposta del meu company m'ha fet adonar que el debat sobre la computació quàntica no és únicament una qüestió de futurisme tecnològic. La veig com una qüestió de resiliència industrial, de governança i de preparació, sobre tot, estratègica. I això és concretament cert per als operadors de xarxes de distribució elèctrica qui sostenen una part essencial de la infraestructura crítica arreu d'europa.

Els distriubuidors viuen avui una transformació que sense dubte no te precedents. L’electrificació de l’economia, l’expansió de renovables connectades a les xarxes de distribució, els vehicles elèctrics, les comunitats energètiques i la digitalització de les xarxes han convertit les antigues xarxes de distribució en ecosistemes digitals extraordinaris, plens de sensors, comunicacions, automatismes i milions de dispositius connectats. Però aquesta mateixa digitalització també incrementa exponencialment la superfície d’atac i la dependència de la confiança criptogràfica.

Durant molts anys, la seguretat de les infraestructures digitals s’havia fonamentat en mecanismes criptogràfics que avui considerem estàndard. tas com: RSA, ECC, TLS, VPNs i infraestructures PKI. Totes aquestes infraestructures i el seus sistemes es basen sobre problemes matemàtics que són altament difícils de resoldre amb els ordinadors d'avui dia. Però, sense dubte, la computació quàntica transfomrarà de dalt a baix aquesta condició. L’algoritme de Shor, que va ser formulat pels anys noranta, demostrava teòricament que un ordinador quàntic prou potent podria trencar en temps relativament molt més curts molts dels sistemes criptogràfics que avui en dia encara utlitza Internet i gran part de les infraestructures crítiques d'arreu del món.

No perdem el focus per entendre que el problema no apareixerà el dia que existeixi el primer ordinador quàntic que funcioni a gran escala. El problema ja el tenim entre nosaltres. El concepte conegut com “harvest now, decrypt later” preocupa de valent als organismes de ciberseguretat. Els hackers poden interceptar avui comunicacions protegides i emmagatzemar-les amb l’esperança de poder-les desxifrar en el futur quan la computació quàntica sigui una realitat per la majoria. Això converteix les dades com serien les diponibles de les infraestructures industrials, configuracions de xarxa, credencials o arquitectures OT de les xarxes elèctriques, en objectius de molt interès per aquest actors maliciosos.

Per això, la criptografia postquàntica (PQC, Post-Quantum Cryptography) sense dubte és en una prioritat estratègica a tot el món i sectors. El NIST nord-americà ha liderat durant gairebé una dècada un procés internacional per escollir algoritmes que siguin capaços de resistir als futurs atacs quàntics. Aquest procés va conclure el 2024 amb la publicació dels primers estàndards oficials postquàntics.

La qüestió és especialment delicada en el sector energètic perquè, a diferència del món IT, aquí les tecnologies no es renoven ràpidament. En una utility és perfectament normal trobar equips industrials amb vint o trenta anys de vida operativa ja que el model retributiu fomemten la durabiltiat envers la velocitat d'actualitzar les tecnologies. Per exemple, les subestacions, PLCs, relés, RTUs o comptadors intel·ligents han estat dissenyats sota una filosofia de fiabilitat i durabilitat. Això crea una paradoxa si més no, curiosa:

Els mateixos sistemes dissenyats per garantir robustesa durant dècades són ara els que dificulten més la transició cap a una nova era criptogràfica.

Quan es parla de criptografia postquàntica, s'acostuma a imaginar un canvi purament de software. Però la realitat és que va més enllà. Els nous algoritmes PQC tenen característiques molt diferents de les actuals. Les claus són més grans, les signatures digitals ocupen més espai, els requeriments computacionals augmenten i les necessitats de memòria poden multiplicar-se. Això afecta directament dispositius amb recursos limitats, especialment els smart meters i els equips IoT energètics desplegats massivament en xarxes de distribució.

Els comptadors intel·ligents són probablement l’exemple més clar d’aquest repte. Molts van ser desplegats pensant en cicles de vida de quinze o vint anys. Però molts d’aquests dispositius tenen CPUs, molt modestes, memòria limitada i capacitats que sí, són reduïdes per fer actualitzacions remotes. La incorporació d’algoritmes postquàntics podria no ser viable en una part significativa dels equips existents. Això obre la porta a programes de substitució tecnològica de gran volum que sense dubte, representaran un dels majors costos d’infraestructura digital de les pròximes dècades.

En aquest context, la mida dels DSO, importa. Els distribuïdors amb menys de 100.000 connexions tenen, en general, arquitectures més simples i menys heterogènies. i no pot haver xarxes de distribució de primera i de segona. La seva superfície d’atac és menor i les migracions poden ser tècnicament més gestionables. Però aquesta aparent simplicitat acostuma a quedar compensada per limitacions econòmiques i dependència tecnològica dels fabricants. Molts dels petits DSO no disposen de departaments especialitzats en criptografia ni de capacitat per liderar transicions tecnològiques complexes. Dependran enormement dels seus proveïdors industrials per adaptar firmware, renovar certificats i evolucionar protocols.

grans DSO, en canvi, encaren un altre problema el qual és molt diferent. Han de gestionar milions de dispositius, centenars de subestacions, diferents centres de control i ecosistemes OT/IT extraordinàriament complexos. En aquestes organitzacions, qualsevol increment en mida de claus, consum de CPU o latència pot multiplicar-se exponencialment. La transició cap a PQC no serà només un projecte de ciberseguretat sinó, serà una transformació que afectarà operacions, arquitectura, finances, regulació i govern corporatiu.

I és aquí on apareix un element que des del meu punt de visita, és especialment interessant: 

L’impacte sobre les empreses centenàries. 

Aquestes empreses que per una banda són històriquesarreu de la UE, acumulen més d’un segle d’evolució industrial. Són organitzacions construïdes sobre capes successives de tecnologia, adquisicions corporatives, sistemes legacy i cultures orientades a l’estabilitat operacional. La seva experiència és un actiu enorme, però també ho és la seva rigidesa estructural.

Llavors, la criptografia postquàntica posa aquestes empreses davant d’una gran disjuntiva. D’una banda, necessiten preservar la fiabilitat absoluta de les seves infraestructures. De l’altra, han d’adoptar tecnologies completament noves per evitar quedar vulnerables en el futur. Aquesta tensió entre estabilitat i transformació és probablement un dels grans reptes industrials que hauran d'encarar els proper deu anys.

Moltes d'aquestes empreses centenaries operen encara amb equips industrials relativament antics, protocols heretats i arquitectures concebudes en una època on la ciberseguretat tenia una importància molt menor. La migració cap a PQC obligarà a replantejar no només algoritmes, sinó models sencers d’arquitectura digital. I això té implicacions enormes en CAPEX, governança, regulació i reputació.

De fet, la reputació és un factor cada vegada més rellevant. Les empreses centenàries sostenen una part important de la confiança social en les infraestructures crítiques. Un incident relacionat amb vulnerabilitats criptogràfiques podria tenir conseqüències molt més àmplies que un simple problema tècnic amb una afectació reputacional, impacte en els resultats financers, sancions reguladores que genera una erosió en la confiança institucional.

Sembla que aquesta indústria sembla orientar-se cap a una etapa intermèdia basada en arquitectures híbrides, on conviuen mecanismes criptogràfics tradicionals i postquàntics. Aquesta aproximació permet validar tecnologies noves mantenint compatibilitat amb sistemes existents. Però diferents experts com Greg Wetmore coincideixen que el veritable objectiu és construir infraestructures “crypto-agile”, capaces d’adaptar-se ràpidament a futurs canvis criptogràfics sense haver de redissenyar completament els sistemes.

Potser aquest és el missatge que em va deixar aquella conversa inicial amb el company obsessionat amb la IA: 

El futur no arribarà només amb models generatius cada vegada més sofisticats, sinó també amb una redefinició silenciosa però profunda dels fonaments de la confiança digital. 

I en aquest nou escenari, la criptografia postquàntica no serà simplement una actualització tecnològica, sinó un element central de la resiliència industrial, de la sobirania energètica i de la continuïtat de les infraestructures crítiques del segle XXI.

Ramon Gallart

Impacte de les Onades de Calor.

L'agost de 2025,  Catalunya va patir una altra onada de calor i això esdevé com una tendència preocupant.

Fins ara i des del 2023, 15 països han trencat rècords de calor. El juliol passat, la temperatura mitjana global probablement va assolir un màxim de 120.000 anys. A mesura que les onades de calor es tornen més sovint i intenses, l'Organització Mundial de la Salut (OMS) preveu que les morts relacionades amb la calor, que ja arriben a unes 500.000 anualment, podrien augmentar cinc vegades per al 2050.

Llavors, amb les temperatures en augment, l'aire condicionat ja no és un luxe; és una necessitat. A més de mantenir-nos còmodes, l'aire condicionat és vital per a la salut, la conservació d'aliments, l'emmagatzematge de medicaments i el funcionament d'infraestructures essencials com els centres de dades. No obstant això, els mateixos sistemes de refrigeració dels quals depenem contribueixen significativament al problema, ja que les seves demandes d'energia augmenten les emissions mundials de gasos d'efecte hivernacle donat l'alcomponetn de font de generació amb combustibles fòssils.

Només al 2023, més de 3,8 mil milions de persones van afrontar una calor extrema almenys un dia, amb més de 47.000 morts relacionades amb la calor a Europa. Les altes temperatures sostingudes poden provocar condicions mortals com el cop de calor, la fallada cardiovascular i el dany renal. Les poblacions vulnerables, incloent nens, gent gran i persones amb problemes de salut subjacents, són les més exposades al risc.

Però l'impacte va més enllà de la salut. Les temperatures altes poden afectar la funció cognitiva, reduir la productivitat i disminuir el PIB. A l'Índia, per exemple, es va observar una caiguda del 2% en la productivitat per cada augment de 2°C, cosa que va costar milers de milions a l'economia.

A mesura que les temperatures augmenten, també ho fa la demanda d'aire condicionat. Actualment, hi ha 2 mil milions d'aires condicionats a tot el món, una xifra que s'espera que arribi als 5,6 mil milions per al 2050. Aquest augment està impulsat per regions com el nord-oest del Pacífic dels EUA, el Regne Unit, i parts de Sud-amèrica i Àfrica—àrees històricament no acostumades a aquesta calor. Els creixents ingressos als països en desenvolupament també impulsen aquesta demanda, ja que més llars superen el llindar en què l'aire condicionat es fa assequible.

L'explosió de les tecnologies digitals afegeix una altra capa a aquesta demanda que no para de crèixer. Els centres de dades, que representen fins a un 3,7% de les emissions globals, requereixen una climatització exigent per funcionar. A mesura que la intel·ligència artificial i el núvol continuen creixent, les necessitats energètiques—i les emissions associades—d'aquests centres es preveu que augmentin deu vegades per al 2026.

L'aire condicionat és necessari, però el seu impacte ambiental no es pot ignorar. Actualment, la climatització representa el 10% del consum elèctric mundial, contribuint a una part important de les emissions de gasos d'efecte hivernacle. La situació és més greu en regions que depenen en gran mesura del carbó com a font d'energia.

A més, l'accés a la climatizació per obtenir fred és un clar indicador de desigualtat. Mentre que el 90% de les llars als EUA i el Japó tenen aire condicionat, només el 8% de les persones a les parts més càlides del món en tenen. Aquesta disparitat accentúa la vulnerabilitat de les comunitats ja marginades

Per equilibrar la necessitat de climatizació per fer fred amb la urgència de reduir les emissions, és essencial un enfocament multifacètic. Les innovacions en tecnologia d'aire condicionat, dissenys de refrigeració passiva i sistemes intel·ligents poden ajudar. Tanmateix, aquests avenços han de combinar-se amb polítiques  sòlides, com ara l'establiment d'estàndards energètics, la inversió en energies renovables i l'assistència financera a les comunitats vulnerables.

A mesura que el món s'escalfa, assegurar un accés equitatiu a la climiatizació sostenible no és només un repte ambiental, és una imperatiu humanitari.

Ramon Gallart

L’Era dels 100 GW

La nova pressió sobre les xarxes elèctriques

L’emmagatzematge energètic ha deixat de ser una tecnologia complementària per convertir-se en l’eix central de la nova arquitectura elèctrica mundial. Segons l'article de El Periódico de la Energía, el fet que el mercat global hagi superat per primera vegada els 100 GW anuals d’instal·lacions de bateries no és només una fita industrial, per una banda s'està aportant la gestioabilitat de les fonts de genració PV i eòlica, que no tenen de manera intrínsica i, també és un senyal inequívoc que el sistema energètic està entrant en una nova fase, marcada per l’esperada electrificació de l’economia que preveu una demanda elèctrica mai vista. 

Els nous vectors energètics com son, la mobilitat elèctrica, l’hidrogen verd, la descarbonització industrial i l’explosió dels centres de processament de dades (CPD), estan transformant completament el perfil de consum i tensionant les infraestructures de transport, subtransport i distribució.

La mobilitat elèctrica és probablement el vector més visible. La progressiva electrificació del parc automobilístic, especialment del transport pesant i de les flotes logístiques, implica una nova demanda concentrada en hores específiques i en punts urbans o industrials molt concrets. Una estació de càrrega ultraràpida per a camions pot requerir desenes de megawatts de potència instantània, equivalents al consum d’un municipi no molt petit. Això obliga a reforçar les xarxes de distribució i, en molts casos, a construir noves subestacions i línies de mitja tensió. El problema ja no és només generar electricitat renovable, sinó ser capaços de gestionar i portar-la allà on es necessita i en el moment adequat.

Aquesta mateixa tensió es multiplica amb l’arribada de l’hidrogen verd. Els electrolitzadors industrials funcionen com grans consumidors elèctrics continus. Un projecte d’hidrogen de mida mitjana pot requerir centenars de megawatts de connexió a la xarxa d’alta tensió. Això converteix moltes zones industrials en nous pols de demanda energètica, alterant els equilibris històrics del sistema. La xarxa de transport, tradicionalment pensada per evacuar energia des de grans centrals cap als centres de consum, ara ha d’adaptar-se a una estructura molt més distribuïda i dinàmica.

La indústria electrificada accentua encara més aquesta transformació. Processos tèrmics que fins ara funcionaven amb gas natural (forns, vapor industrial, química pesada o cimenteres) estan migrant cap a tecnologies elèctriques per reduir emissions. Aquesta electrificació incrementa enormement la demanda base del sistema i exigeix potències fermes, contínues i estables. En conseqüència, la necessitat d’emmagatzematge energètic deixa de ser una qüestió vinculada exclusivament a les renovables i passa a ser un element estructural per garantir estabilitat industrial i competitivitat econòmica.

Però si hi ha un vector que està redefinint el debat energètic global són els centres de dades. La irrupció de la intel·ligència artificial i del cloud computing està provocant una cursa mundial per construir nous CPD amb consums energètics gegants. Alguns centres ja superen els 500 MW de demanda contínua, i els futurs campus digitals podrien arribar al nivell d’una ciutat mitjana. A diferència d’altres consums industrials, els CPD requereixen una qualitat de subministrament pràcticament perfecta: qualsevol microtall implica pèrdues milionàries. Això obliga a desplegar sistemes d’emmagatzematge de resposta ultraràpida, bateries estacionàries i xarxes molt més resilients.

Aquest nou escenari té conseqüències directes sobre les infraestructures elèctriques. La xarxa de transport d’alta tensió haurà de créixer de manera accelerada per connectar grans nodes renovables amb els nous centres de demanda industrial i digital. Les xarxes de subtransport, sovint oblidades, es convertiran en un coll d’ampolla crític, especialment a les àrees metropolitanes i industrials. I la distribució urbana haurà d’afrontar un canvi radical, passant d’una estructura passiva a una xarxa intel·ligent, bidireccional i digitalitzada.

Sota aquest context, l’emmagatzematge energètic apareix com una eina de flexibilitat sistèmica. Les bateries permeten absorbir excedents renovables, reduir congestions de xarxa, suavitzar pics de demanda i diferir inversions multimilionàries en noves infraestructures. Diversos estudis ja apunten que el desplegament massiu d’emmagatzematge pot reduir o ajornar reforços de xarxa gràcies a una millor gestió dels fluxos elèctrics. 

A més, l’evolució tecnològica està accelerant aquesta tendència. Les bateries de sodi, els sistemes híbrids amb hidrogen o les tecnologies gravitacionals i tèrmiques amplien les opcions disponibles i redueixen la dependència del liti. BloombergNEF preveu que aquesta diversificació química serà una de les grans transformacions de la pròxima dècada. 

Europa i Espanya arriben tard a aquesta cursa. Malgrat el lideratge renovable, encara existeix una manca d’estratègia integral entre generació, emmagatzematge i xarxes. El risc és evident: podem tenir una enorme capacitat renovable instal·lada però insuficient infraestructura per transportar-la, estabilitzar-la i consumir-la eficientment. La transició energètica no dependrà només de quants gigawatts renovables s’instal·lin, sinó de la capacitat del sistema per gestionar una demanda cada vegada més electrificada, digitalitzada i intermitent.

El futur energètic no serà només renovable; serà flexible, distribuït i intensiu en emmagatzematge. Qui entengui això abans dominarà la nova economia elèctrica del segle XXI.

Ramon Gallart