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Protección digital

Redes reforzadas

Mediante un nuevo abordaje se pretende aumentar la seguridad en internet y en aeropuertos

del ARTIculO “MITIGATION OF MALICIOUS ATTACKS ON NETWORKS”Representación del onion-like networks: los iguales se unendel ARTIculO “MITIGATION OF MALICIOUS ATTACKS ON NETWORKS”

La importancia de un aeropuerto puede medirse de dos formas. De manera visible, según su tamaño y por la cantidad y porte de los aviones que llegan o salen, o también por la cantidad de gente que embarca o desembarca. De manera menos tangible, por el número de conexiones que mantiene con otros aeropuertos. Un grupo de físicos brasileños, israelíes y suizos plantea hacer un ajuste en este abordaje a los efectos de desconcentrar el movimiento de los aeropuertos y reducir los daños en caso de un ataque de hackers a las redes de computadoras que controlan el movimiento de millones de personas diariamente.

Las ecuaciones de los físicos de la Universidad Federal de Ceará (UFC), de la Escuela Politécnica de Zúrich, en Suiza, y de la Universidad Bar-Ilan, en Israel, rediseñan las conexiones y hacen que los aeropuertos importantes se vuelvan menos importantes. De ese modo, un vuelo desde Curitiba hasta Fortaleza que dejase de hacer escala en São Paulo no sufriría ninguna alteración en caso de un ataque a las redes de computadoras del aeropuerto paulista.

Con menos conexiones y, por ende, con menos aviones y menos personas en tránsito, un aeropuerto se vuelve menos atractivo para aquél que pretenda atacarlo y causar el mayor daño posible. “Antes de desarrollar formas más eficientes de protección de las redes de computadoras, imaginamos de qué manera deben pensar los terroristas”, dice José Soares de Andrade Jr., investigador de la UFC y uno de los autores de este nuevo abordaje.

Esta estrategia de protección de las redes de computadoras imita la estructura de la cebolla, una comparación que los propios físicos adoptaron al usar la expresión onion-like networks para describir lo que hicieron, proponiendo modificaciones a bajo costo en redes de computadoras, sin por ello modificar la cantidad anterior de conexiones. El secreto consistió en alterar la geometría de las conexiones. Ese abordaje implica el rediseño de las conexiones con miras a crear un núcleo principal, que representa un conjunto de nudos muy conectados entre sí. Estos nudos están unidos a otros, menos importantes, que representan la primera capa interna de la estructura. Como una cebolla, cada una de estas capas de nudos está conectada a una capa más interna, con mayor conectividad promedio, y a una capa más externa, menos conectada.

En este abordaje, los iguales se conectan: casi todos los nudos con idéntico grado de importancia están conectados con otros de la misma relevancia, sin pasar por otro nudo o punto de grado jerárquico mayor o menor. “Pequeños ajustes en las conexiones pueden hacer que toda la red quede más protegida”, asegura Andrade. “En caso de un ataque a uno de los nudos más importantes, siempre habría una estructura residual capaz de mantener la integridad y el funcionamiento de la red, en vez de desintegrarse por completo.”

Normalmente, en las llamadas redes complejas, como las que rigen los vuelos de los aviones comerciales, la distribución de energía eléctrica, internet o las redes sociales, cada punto importante, llamado nudo, está conectado de manera aleatoria a otros puntos importantes y a muchos otros puntos menos importantes. “La red simple, en la cual cada punto se conecta con todos los otros, es eficiente, pero es muy cara”, sostiene Andrade. Según él, la red en forma de estrella, en la cual algunos puntos están muy conectados y la mayoría de los otros muy poco conectados, es de costo bajo, pero frágil. “Estamos planteando un abordaje intermedio, que mantenga la cantidad de conexiones y aumente la robustez de la red con pequeñas modificaciones; por lo tanto, con bajo costo.”

Usos posibles
Christian Schneider, de Zúrich, Andrade y otros físicos aplicaron este abordaje en la red europea de electricidad, con 1.811 puntos de distribución de energía y 370 millones de usuarios, y en una red de internet con 1.098 proveedores y 6.089 conexiones. El reemplazo del 5% de las conexiones, sugieren ellos, podría aumentar en un 45% la protección de la red eléctrica contra ataques y en un 55% la de la red de internet. Andrade dijo que ha iniciado conversaciones con ingenieros de la Compañía de Electricidad de Ceará (Coelce) para ver de qué modo esta estrategia puede resultar útil también en Brasil.

Los físicos aplicaron este enfoque matemático para contener el avance de epidemias. Dos simulaciones iniciales –en una red de transporte aéreo con 3.666 aeropuertos y otra en una red de amigos con 1.461 estudiantes– indicaron que es posible reducir la vulnerabilidad de las personas ante epidemias mediante pequeños ajustes en las estrategias de vacunación.

En lugar de seguir el enfoque habitual –vacunar a la mayor cantidad posible de personas de todos los lugares donde la epidemia pueda llegar–, los físicos observaron que podrían incrementar la eficacia de la inmunización hasta un 55% en la red de aeropuertos y hasta un 15% en la red de amigos, priorizando los lugares –o nudos– muy usados por personas en tránsito. Algunos de esos lugares son evidentes, como los aeropuertos. Otros, no tanto. Tal es el caso de Vitoria da Conquista, ciudad del sudoeste de Bahía de alrededor de 300 mil habitantes, un entroncamiento vial por donde pasan muchos ómnibus rumbo al nordeste y al sudeste. De acuerdo con esta estrategia, la vacunación de las personas que estén allí sería estratégica para detener la propagación de epidemias en Brasil.

En la Facultad de Medicina de la USP, los equipos de Eduardo Massad, Marcelo Burattini y Francisco Antonio Bezerra Coutinho se valen de caminos matemáticos similares para prever de qué modo se propaga el dengue y proponer estrategias para enfrentar la epidemia. Una de las conclusiones a las que arribaron, con base en un estudio realizado en Singapur, indica que no es necesario hacer un esfuerzo constante para controlar la transmisión de la enfermedad: basta con concentrar las acciones de control durante un día cada cinco semanas. Las ecuaciones que relacionaron la cantidad de personas infectadas, recuperadas o inmunes, la cantidad de mosquitos susceptibles a contraer el virus y los insectos y huevos infectados indicaron que, una vez instalada la epidemia, lo mejor que se puede hacer es matar a los mosquitos adultos. Pero resulta esencial combatir a las larvas y eliminar los criaderos para evitar el resurgimiento del dengue.

Artículo científico
SCHNEIDER, C.M. et al. Mitigation of malicious attacks on networks. PNAS. v. 108, n. 10. 22 fev. de 2011.

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