La amenaza para la red troncal de comunicaciones del mundo: la vulnerabilidad de los cables submarinos

10 DE MARZO DE 2021ANÁLISIS

La amenaza para la red troncal de comunicaciones del mundo: la vulnerabilidad de los cables submarinos

Los cables de datos submarinos son fundamentales para Internet de la que el mundo moderno ha llegado a depender. Esta red oculta forma la columna vertebral de las comunicaciones globales, pero es sorprendentemente vulnerable a la interferencia de actores hostiles. La protección de esta infraestructura puede convertirse en un cometido cada vez más importante para la Royal Navy.

Fondo

Los primeros cables submarinos fueron cables telegráficos colocados por Gran Bretaña para mantener la comunicación a través de su imperio en la segunda mitad del siglo XIX. Los cables telegráficos fueron reemplazados gradualmente por cables telefónicos y en la década de 1980 la tecnología de fibra óptica revolucionó el volumen de datos que podía transportar un solo cable. A medida que comenzó la revolución de Internet, esta red de cable de fibra óptica se expandió y se continúan colocando nuevos cables en todo el mundo. Al menos el 97% de todos los datos de voz e Internet ahora pasan a través de esta red.

Un cable de datos suele tener aproximadamente la misma circunferencia que una manguera de jardín en la mayor parte de su longitud, aunque las secciones más cercanas a la costa tienen un revestimiento más grueso, están enterradas en zanjas cortadas debajo del lecho marino o incluso tienen un acoplamiento sobre ellas para su protección. Se emplean barcos especializados en tendido de cables que siguen rutas cuidadosamente planificadas y estudiadas, evitando obstáculos naturales como arrecifes, naufragios, caídas y pendientes pronunciadas y áreas de actividad sísmica conocida. Además del daño intencional, los cables han sido cortados accidentalmente por las anclas de los barcos, las actividades de pesca e incluso han sido atacados por tiburones. El tendido de cables submarinos es caro y requiere mucho tiempo, lo que exige la inversión de cientos de millones de dólares antes de obtener una devolución. Hasta la fecha, se han tendido más de 1,2 millones de kilómetros de cables submarinos en los océanos del mundo, el cable individual más largo es el sistema de cable Asia-America Gateway (AAG) que se extiende por más de 20.000 km. Un cable submarino moderno típico se compone de hasta 200 fibras, cada una capaz de transmitir 400 Gb de datos por segundo en ambas direcciones.

La interferencia con cables submarinos para fines estratégicos comenzó en serio durante la Primera Guerra Mundial cuando Gran Bretaña cortó los cables telegráficos submarinos de Alemania en el Canal de la Mancha. El único cable alemán restante fue intervenido por Gran Bretaña, lo que le permitió leer mensajes. En respuesta, los alemanes intentaron destruir cables y estaciones de señales aliados en el Pacífico e Índico con un éxito limitado. La mayor parte de este sabotaje no requirió equipo sofisticado y generalmente se realizó en aguas relativamente poco profundas por embarcaciones de superficie utilizando ganchos de agarre. Sin embargo, el submarino alemán U-151 estaba equipado con un dispositivo de corte y en 1918 logró cortar los vínculos entre Nueva York y Nueva Escocia y Nueva York y Panamá. La práctica del corte de cables continuó en todos los teatros durante la Segunda Guerra Mundial.

La Guerra Fría inspiró un nuevo nivel de interferencia de cables submarinos. El ejemplo más conocido es la operación 'Ivy Bells'. La Marina de los EE. UU. Utilizó SSN adaptados con cámaras de bloqueo de buzos para colocar dispositivos de conexión de cables en los cables soviéticos que conectaban la base naval rusa en Petropavlovsk con su sede en el continente en Vladivostok. Los dispositivos grabaron conversaciones en cintas magnéticas que fueron recuperadas y reemplazadas por operaciones submarinas regulares. Entre 1971 y 1981, cuando un topo estadounidense les reveló el grifo a los rusos, las grabaciones proporcionaron información valiosa e información sobre la planificación naval soviética. Esta puede haber sido la punta del iceberg, ya que la USN probablemente llevó a cabo otras operaciones de extracción. 

Un mapa esquemático que muestra la red de cable submarino que conecta los EE. UU. Con Europa. Toda la red global se puede apreciar en el excelente recurso: submarinecablemap.com

La mayor parte de la explosión de riqueza derivada de la globalización se basa en las comunicaciones de alta velocidad, interrupciones bastante pequeñas en la conectividad pueden tener consecuencias desproporcionadas a un evento aparentemente menor. Incluso las naciones muy subdesarrolladas pueden verse afectadas. Frente a la costa de Somalia en 2017, el ancla de un barco cortó accidentalmente un cable. La interrupción duró 3 semanas y le costó al país $ 10 millones cada día. Algunas naciones dependen de uno o dos cables, mientras que algunas rutas tienen varios cables. Hay al menos 19 cables TransAtlantic que conectan Europa con los EE. UU., Lo que ofrece una medida de redundancia si se cortan uno o dos cables pero los niveles de tráfico continúan aumentando.

La interferencia deliberada con cables no requiere necesariamente una tecnología particularmente sofisticada porque están claramente marcados en cartas para navegantes e inevitablemente tienen que atravesar aguas poco profundas. Ha habido casos en los que los buzos aficionados cortaron cables y los vándalos rompieron terminales en tierra. Al igual que las rutas de envío, las limitaciones de la geografía han creado muchos "puntos de estrangulamiento" donde los cables se ven obligados a pasar por estrechos estrechos donde son más fáciles de localizar e interrumpir.

La red de cable pertenece y es administrada por una amplia variedad de entidades comerciales internacionales (Google, Facebook y Microsoft están ahora en el negocio del tendido de cables). Existe cierta gestión global de los elementos clave del software de Internet, como la ejercida por ICANN, una organización que gestiona la asignación de nombres de dominio, pero no existe una supervisión internacional o incluso gubernamental de la infraestructura física. A pesar de ser activos nacionales estratégicos, dependemos del interés comercial para mantener y reparar cables.

Cuando los cables fallan, localizar inicialmente la rotura es la parte más difícil. Una vez encontrado, se envía un ROV por la capa de cable o se utilizan ganchos de rejilla para recuperar los extremos y llevarlos a la superficie donde deben empalmarse a mano. Todo el proceso puede llevar desde unos pocos días hasta algunas semanas y puede depender de las condiciones climáticas y la profundidad del agua. En un conflicto abierto, los barcos tendidos de cables lentos o estacionarios que sigan rutas predecibles para intentar reparaciones serían objetivos muy fáciles.

Cortar

Internet fue concebida originalmente por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) en la década de 1960 como una red de comunicaciones militares que podía sobrevivir a los ataques nucleares. Si se destruyera parte de la red, las señales se desviarían automáticamente a través de otras partes del sistema. Aunque la estructura subyacente de Internet todavía funciona de esta manera, hay un ancho de banda de repuesto muy limitado para hacer frente, especialmente si se cortan varios cables. El gran volumen de datos no siempre se puede redirigir y probablemente ralentizaría o paralizaría la actividad en grandes partes de la web. Sería posible alguna comunicación por satélite, pero es mucho más cara y el ancho de banda disponible es relativamente pequeño.

Si bien las 'partes locales' de Internet podrían seguir siendo accesibles si se cortan los cables internacionales, muchos servicios críticos dependen de centros de datos que se encuentran en el extranjero, en particular las grandes empresas de tecnología con sede en los EE. UU. Que dominan la web. La naturaleza fluida y distribuida de Internet es tanto su fortaleza como su vulnerabilidad. Los datos de una empresa pueden estar alojados en un centro de datos ubicado en la misma calle, pero la aplicación que los procesa puede estar ejecutándose en un servidor en otro continente.

En la mente de muchas personas, Internet está asociado con el entretenimiento y las redes sociales, y la posibilidad de que la Web se apague durante algunas semanas puede parecer un inconveniente potencial. Detrás de escena, Internet hace mucho más que ofrecer Netflix o permitir que se carguen imágenes de gatos en Facebook. Las transacciones financieras por valor de más de $ 10 billones cada día se realizan en línea y cualquier interrupción tendría un efecto inmediato en la economía, paralizando potencialmente el sistema bancario y paralizando el comercio.

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No solo los consumidores compran cada vez más en línea, sino que la mayoría de las empresas ahora dependen por completo de la web para almacenar y acceder a grandes cantidades de datos, manejar la administración, distribución, propiedad intelectual, enviar y recibir pagos y mucho más. Pocas organizaciones tienen procesos paralelos fuera de línea que podrían activarse rápidamente para reemplazar los sistemas en línea y la vida en la mayoría de las sociedades occidentales se volvería patas arriba sin Internet. Uno de los legados de la pandemia será una dependencia aún mayor de la conectividad en línea. Muchas organizaciones están considerando abandonar o reducir el tamaño de sus oficinas, ya que los empleados exigen trabajar de forma remota al menos a tiempo parcial o solo con reuniones presenciales ocasionales.

Despertador

En 2017, el grupo de expertos Policy Exchange publicó un documento histórico escrito por Rishi Sunak que describe la amenaza a los cables submarinos en el contexto del Reino Unido. No repetiremos el contenido completo de este excelente trabajo, pero la pieza nombra a Rusia como el actor principal que desarrolla las capacidades y tiene la motivación potencial para interferir con los cables submarinos.

Posteriormente, Sunak experimentó un ascenso político meteórico y ahora ejerce una enorme influencia como Ministro de Hacienda. Si no hubiera sido el instigador mismo, sin duda habría estado a favor de invertir en “Embarcaciones de investigación de múltiples funciones” anunciadas por el Primer Ministro en noviembre. En su discurso de Navidad a la flota, First Sea Lord mencionó las embarcaciones, etiquetándolas de manera ligeramente diferente como “dos nuevas embarcaciones de vigilancia oceánica”. Dijo que su propósito sería "ayudar con la recopilación de datos, pero también ayudarnos a proteger la infraestructura nacional crítica y los cables submarinos".

El Belgorod (Proyecto 09852) es un barco de propósito especial SSGN de ​​clase Oscar adaptado diseñado para ser la 'madre' del submarino enano de buceo profundo Losharik. También puede transportar otros minisubmarinos y transportar reactores nucleares portátiles (en la carcasa trasera) para proporcionar energía a las matrices de sensores submarinos. La sección delantera de Belgorod también se ha adaptado para lanzar torpedos armados y de propulsión nuclear de largo alcance KANYON gigantes (esta y la imagen del artículo principal a través de: Bill Wright).

La amenaza rusa

Cortar cables submarinos es una actividad negable que se adaptaría a una potencia como Rusia que intenta lograr sus fines operando en la "zona gris" por debajo del umbral de una guerra a gran escala. Este tipo de ataque asimétrico es atractivo para una 'potencia más débil', la actividad es de bajo riesgo y para una inversión relativamente modesta y podría potencialmente lograr un impacto enorme. Rusia depende de Internet, pero las economías occidentales estarían mucho más expuestas a la pérdida de conectividad. El Reino Unido ha tenido un éxito especial en el desarrollo de su economía digital, incluso entre otras naciones desarrolladas y se vería especialmente perjudicado por la pérdida de acceso a Internet.

Rusia está invirtiendo en activos navales sofisticados que podrían emplearse para cortar cables específicos de forma selectiva y encubierta. Sumergibles con brazos que pueden manipular objetos en el fondo del mar pueden colocar grifos, cortar cables o dejar dispositivos que podrían cortar cables a la orden en el futuro. El buque de investigación Yantar está clasificado oficialmente como Investigación Oceanográfica General Auxiliar (AGOR), con capacidad de rescate submarino. Ella tiene la tarea de la sombría GUGI (Dirección principal de investigación en aguas profundas), que es un brazo del Ministerio de Defensa ruso pero separado de la Armada. Yantar ha sido visto operando cerca de cables del lecho marino en varias ocasiones por analistas de inteligencia de código abierto y sin duda es seguido mucho más de cerca por inteligencia naval profesional.

Estados Unidos mantiene una red secreta de sensores submarinos (anteriormente SOSUS, ahora conocido como Sistema Integrado de Vigilancia Submarina (IUSS)) que se utiliza para rastrear la actividad submarina. IUSS es cada vez más móvil y menos dependiente de la infraestructura fija, pero todavía existe y los adversarios siguen interesados ​​en la ubicación de las matrices de sensores y los cables de soporte. Como parte de sus intentos de dominar el Ártico, se sabe que Rusia está colocando su propia red de matrices bajo el hielo llamada HARMONY. Increíblemente, se cree que el sistema está propulsado por una serie de pequeños reactores nucleares portátiles submarinos colocados en el lecho marino.

La construcción de un sistema tan complicado solo es posible porque GUGI opera la mayor flota de sumergibles tripulados encubiertos del mundo. Esta flota incluye seis minisubmarinos de propulsión nuclear; 2 x Paltus (730 toneladas) 3, x Kashalot (1,580 toneladas) y Losharik (2,100 toneladas). Los apoyan dos grandes submarinos "madre" que pueden transportar de forma encubierta a sus bebés que se sumergen a grandes distancias a grandes distancias. Aunque la construcción de HARMONY puede ser la tarea inicial, esta capacidad submarina transportadora significa que los rusos pueden potencialmente interferir con cables submarinos invisibles en cualquier parte de los océanos del mundo.USNS Zeus llega al costado en Portsmouth, octubre de 2015. En servicio desde 1984, este es el único barco de reparación y capa de cables activo de la Marina de los EE. UU. Lo más probable es que su misión principal sea la construcción y el mantenimiento de cables que conectan la red IUSS. En marzo de 2021, la división estadounidense de BMT se adjudicó el contrato para realizar estudios de la industria para el programa de reemplazo para construir un nuevo barco con una opción para un segundo barco. (Foto: Brian O'Rourke)

Asegurando las líneas

Proteger cables que se extienden por miles de millas a través del fondo del océano profundo es extremadamente desafiante y potencialmente costoso, pero hay tres formas principales de mejorar la seguridad.

Legal y regulatorio. Existe una protección limitada para los cables submarinos en el derecho internacional y esto podría abordarse con un nuevo tratado internacional con sanciones punitivas contra cualquier nación que se demuestre que ha interferido con los cables. Esto al menos ayudaría a elevar el umbral de riesgo para los actores que contemplan tal acción. Las zonas de protección de cables también podrían implementarse en áreas de aguas menos profundas donde los cables vitales están en riesgo. Las áreas cubiertas por estos reglamentos no permitirían que los buques de superficie realicen "actividades de investigación", pesca, fondeen o buceen. Incluso asumiendo que todas las naciones estarían dispuestas a aceptar un nuevo tratado, como toda reglamentación del medio marino, la principal dificultad es garantizar su cumplimiento las 24 horas del día.

Capacidad y redundancia. Las rutas de tráfico de datos clave podrían estar respaldadas por cables 'oscuros' adicionales redundantes, idealmente no marcados en gráficos y enterrados tanto como sea posible. Ya existe cierta redundancia en el sistema, ya que las roturas accidentales de cables ocurren con frecuencia, pero hay un incentivo financiero limitado para invertir una gran cantidad de cables nuevos, capaces de proporcionar el nivel de resistencia necesario si un ataque concertado corta varias conexiones. La construcción de esta resiliencia adicional probablemente requeriría financiación del gobierno en asociación con las empresas de cable.

Vigilancia y disuasión. Es posible que los cables puedan estar equipados con sensores que puedan detectar las frecuencias de sonda utilizadas por los sumergibles que intentan generar interferencias y alertar a las autoridades en tierra. También es posible utilizar los propios cables de fibra óptica como sensores. Los movimientos pequeños o inusuales en el cable causados ​​por interferencias pueden detectarse al analizar la transmisión de luz a través del cable. Ya hay programas de investigación en marcha para investigar el uso de cables submarinos para medir la actividad sísmica distante.

Los nuevos desarrollos hacen que el despliegue de una flota de UUV para patrullar las secciones de cable hacia arriba y hacia abajo sea práctico y asequible. Los vehículos submarinos autónomos persistentes (PAUV) que utilizan muy poca energía y pueden funcionar de forma independiente durante varios meses están madurando y podrían ser una solución. El despliegue de UUV de patrulla y la inspección y reparación rápida de cables submarinos podría ser una tarea para los nuevos buques de investigación / vigilancia oceánica. Esta actividad no puede ser realizada por el Reino Unido solo y requeriría la cooperación con otras naciones que deseen invertir significativamente en seguridad de cables.

La RAF recientemente presentó un nuevo 'Comando Espacial' con su misión de "proteger los intereses del Reino Unido en el espacio" . La pérdida de enlaces por satélite obstaculizaría gravemente los sistemas de mando y control militar, las comunicaciones y el ISR en particular, pero cortar algunos cables del lecho marino tiene el potencial de causar daños medidos en cientos de miles de millones de libras esterlinas y afectar a todos los aspectos de la sociedad. La capacidad de interrumpir satélites se limita a unas pocas naciones poderosas, pero el listón para interrumpir la infraestructura del lecho marino es mucho menor y se logra más fácilmente. Parte de la tarea del Comando del Atlántico Norte de la OTAN recientemente establecido (con sede en Norfolk, Virginia) es monitorear las amenazas contra la infraestructura submarina, la organización más cercana (o 'Comando del Espacio Interior') que existe actualmente para abordar una amenaza posiblemente mayor.

A diferencia de la amenaza nuclear o de los misiles de crucero, la disuasión específica contra la interferencia del cable de datos no se puede mantener con la opción de responder en especie. Todo lo que se puede hacer es hacer que sea más riesgoso para los adversarios contemplar mediante una mejor regulación y vigilancia. En términos más amplios, se necesitan más mejoras en la capacidad de guerra submarina y antisubmarina para la RN y en toda la OTAN. Pequeños pasos como los nuevos vehículos recreativos y la adquisición del demostrador de tecnología Manta XLUUV son avances en la dirección correcta, pero queda mucho más por hacer para asegurar la columna vertebral de las comunicaciones globales.

https://www.navylookout.com/the-threat-to-worlds-communications-backbone-the-vulnerability-of-undersea-cables/