Au cœur des salles de l'université du Surrey, désertées en raison de la pandémie, à 30 miles au sud-ouest de Londres, un parc de serveurs informatiques fonctionne à plein régime depuis des mois. Sa mission : soutenir la recherche de pointe menée par quelque 200 universitaires et étudiants à distance qui travaillent à la mise au point de la prochaine génération de technologies sans fil.
Non, ce n'est pas le 5G. C'est le 6G. Comme dans la sixième génération de technologies sans fil.
Même si cela peut sembler être un exemple de « saut du requin » de la part des technologues — alors que les antennes 5G commencent seulement à être déployées à grande échelle et que les entreprises cherchent à déterminer comment tirer le meilleur parti de ces réseaux ultra-rapides et à faible latence —, il s’agit d’une nouvelle étape cruciale dans le domaine de l’informatique et des communications. Un jour, cela redéfinira l'informatique en périphérie, transformera les administrations publiques, créera de nouveaux secteurs d'activité et soulèvera toute une série de problèmes de cybersécurité sans précédent.
« À l’heure actuelle, il existe différentes visions quant à ce que deviendra le 6G », déclare Rahim Tafazolli, fondateur et directeur de l’Institut pour les systèmes de communication , situé dans le Surrey, ainsi que de ses centres d’innovation 5G et 6G .
M. Tafazolli contribue à diriger les travaux visant à définir cette vision. Il explique que la première étape consiste à déterminer les fonctionnalités qui devraient être ajoutées à la version 5G dans le cadre d'une mise à jour intermédiaire prévue dans cinq ou six ans, que les experts appellent « 5,5G ». « Les stratégies actuelles visent à faire passer le 5G, un système très performant, au niveau supérieur, puis à s'appuyer sur cette base », explique-t-il.
La course vers le 6G revêt une telle importance que les États-Unis et la Chine se livrent une concurrence acharnée pour en définir les termes et s'approprier les brevets qui s'y rapportent. Des géants du secteur tels que Qualcomm, Samsung et Nokia sont également engagés dans cette course et s'efforcent de déterminer comment en tirer profit et en assurer la sécurité.
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Personne ne sait vraiment comment ces entités s'appuient sur la norme 5G . Mais une grande partie des spéculations porte sur les moyens d’aller au-delà des avancées en matière de vitesse et de faible latence dans la norme 5G afin d’offrir une connectivité sans fil encore plus rapide, mieux synchronisée et plus sécurisée à chaque personne, chaque lieu et chaque objet de la planète.
Corps électriques
Stephen Douglas dirige la division « 5G Strategy » au sein de la société britannique Spirent Communications. Mais il consacre une part de plus en plus importante de sa journée à ce qui se trouve au-delà. Douglas présente ainsi l'avenir des communications : nos réseaux actuels 4G ont permis, entre autres, la vidéo mobile en haute définition. Les réseaux 5G faciliteront le déploiement de la réalité augmentée (RA), de la réalité virtuelle (RV) et de l'intelligence artificielle (IA) en périphérie. Les réseaux 6G réaliseront quelque chose qui relève de la science-fiction : ils feront le lien entre nos mondes physique, numérique et biologique.
«Imaginez un médecin pratiquant une intervention chirurgicale sur un patient situé à 1 000 miles de là et ressentant les mouvements des instruments robotiques qu’elle manipule. »
Par exemple, explique Douglas, la norme 6G pourrait nous permettre de dépasser le stade des réseaux étendus (WAN) et d'accélérer l'avènement des réseaux corporels d' s (BAN). Ce concept, qui existe depuis plusieurs décennies, permet à des capteurs à faible consommation d'énergie, placés sur, autour, voire à l'intérieur du corps humain, de se connecter à des services en ligne essentiels, tels que la surveillance de la santé et du bien-être.
Les BAN pourraient permettre à la technologie numérique de sortir de son domaine traditionnel de la vue et de l'ouïe pour s'adresser à vos autres sens (l'odorat, le goût et le toucher). Imaginez, par exemple, un médecin qui pratique une intervention chirurgicale sur un patient situé à 1 000 miles de là et qui ressent les mouvements des instruments robotiques qu’elle manipule. Ou imaginez un critique gastronomique utilisant un BAN pour évaluer à distance le goût et l'odeur des plats proposés au menu dans le cadre de sa chronique hebdomadaire.
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“« Je pense que la volonté de proposer des BAN personnalisés est considérée comme l’un des grands potentiels de 6G Wireless », déclare Douglas. « Mais, bien sûr, dès lors que l’on traite des informations concernant notre corps, cela soulève immédiatement des questions de sécurité et de confidentialité auxquelles il faudra répondre. »
Rebondir sur les murs
Researchers are also looking at how to integrate terahertz radio frequencies into 6G wireless to solve an annoying problem: Cell tower signals often fail to penetrate buildings. Mais la technologie 6G utilisant des fréquences THz pourrait bien y parvenir. Le problème, explique Douglas, est que les signaux radio dans la bande comprise entre 100 GHz et 10THz GHz ont tendance à subir d'importantes pertes de propagation (une diminution de la densité de puissance). C'est pourquoi, pour y remédier, le secteur s'intéresse aux surfaces réfléchissantes intelligentes.
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Au lieu d'essayer par la force brute de faire passer le signal sans fil à travers les murs, vous recouvrez chaque surface de matériaux réfléchissants qui dévient et amplifient la puissance du signal. Douglas les compare à ces petites boules argentées que l'on trouve dans les machines à pachinko . On peut imaginer que ces signaux se répercutent sur n'importe quel objet traité pour pénétrer profondément à l'intérieur des bâtiments.
Les signaux pourraient également se répercuter sur les surfaces urbaines pour contourner les angles, parcourir le pâté de maisons ou même atteindre les banlieues dépourvues d’antennes-relais. Pour éviter les rebonds aléatoires et chaotiques des signaux, vous pourriez imprimer une logique directionnelle sur des « métamatériaux » fins comme du papier afin de mieux gérer et orienter stratégiquement ces signaux, quelle que soit leur génération, qu’il s’agisse de la 5G , de la 6G ou des générations suivantes.
Cela présente l'avantage supplémentaire d'améliorer l'efficacité énergétique. « Aujourd’hui, pour résoudre bon nombre de problèmes liés à la radio, nous augmentons la puissance d’alimentation des antennes radio afin de renforcer le signal et de le faire passer à travers les obstacles », explique-t-il. « Mais si je n’ai pas besoin de faire cela, je peux réduire la consommation d’énergie des modules radio [des terminaux]. »
«Nous allons nous attacher à rendre l’ensemble du système plus économe en énergie et plus respectueux de l’environnement. »Rahim Tafazolli, directeur de l'Institut des systèmes de communication de l'université du Surrey
Le professeur Tafazolli, de l'université du Surrey, dont l'équipe a été la première à réaliser un prototype « » de surfaces réfléchissantes intelligentes, partage cet avis et affirme que la durabilité constituera probablement un élément central de toute future architecture sans fil 6G .
« Nous allons nous attacher à rendre l'ensemble du système plus économe en énergie et plus respectueux de l'environnement », déclare-t-il. « Nous utiliserons des sources d'énergie renouvelables pour l'ensemble du système, de l'antenne à la station de base en passant par le réseau. »
Un autre domaine majeur de la recherche 6G actuellement à l'étude concerne la synchronisation temporelle « », une capacité essentielle pour permettre l'interaction numérique entre le monde physique et le cyberespace. En résumé, la synchronisation temporelle permet de détecter les mouvements, la localisation et la proximité. Par exemple, si une personne portant des lunettes de réalité augmentée souhaitait serrer la main à distance à une personne ou à un robot — et « ressentir » ce geste —, ce contact devrait être orchestré. « Cela n'est pas encore possible avec 5G systèmes », note M. Tafazolli, « mais le serait avec 6G. »
Une surface d'attaque considérable
L'une des conséquences de ces 6G possibilités est que, si ne serait-ce qu'une fraction d'entre elles se concrétisait, cela pourrait bouleverser complètement la définition des terminaux. Aujourd'hui, la plupart des entreprises définissent les terminaux comme étant les PC, ordinateurs portables, tablettes, smartphones et imprimantes connectés. Mais si le 6G transforme toutes les surfaces en appareils connectés, alors pratiquement n'importe quel objet physique pourrait en principe devenir un terminal.
« Il s'agit là d'une surface d'attaque considérable, qui incite sans aucun doute les chercheurs à envisager la sécurité sous un angle plus innovant », explique Jeff Kagan, auteur et analyste spécialisé dans le secteur des télécommunications.
« Le secteur est pleinement conscient du risque et y accorde toute son attention », déclare-t-il. « Chaque année, ils deviennent plus intelligents. » Mais c'est un combat permanent, car les malfaiteurs sont toujours à l'affût de nouvelles façons de s'introduire dans les systèmes, et cela devient de plus en plus difficile à gérer. « Les opérateurs et les fabricants d'équipements doivent imaginer un million de moyens de protéger leurs réseaux, mais il suffit d'une seule faille à un pirate informatique pour mener à bien une cyberattaque. »
De nouveaux modèles de fiducie
L'une des mesures envisagées par les chercheurs de « Countermeasure 6G » consiste à mettre en place un réseau de confiance : les terminaux ne seraient autorisés à rejoindre un système connecté que s'ils sont recommandés par d'autres terminaux ou s'ils justifient d'un historique de bon comportement. Des chercheurs étudient déjà ce qui caractérise une bonne réputation et quelles techniques pourraient permettre de la déterminer. Ils discutent également de la manière dont l'historique d'un terminal serait collecté, stocké et traité, explique Douglas. La technologie des registres distribués ( ), surtout connue pour son lien avec la blockchain et le bitcoin, est considérée comme l'une des principales solutions permettant d'y parvenir.
In addition to trust models, researchers are investigating quantum communication for securing 6G networks and endpoints. La communication quantique repose essentiellement sur la distribution de clés quantiques (QKD), qui utilise les états quantiques de particules, généralement des photons, pour transmettre des données. As Martin Giles, senior industry fellow at UC Irvine’s Center for Digital Transformation, explains, these particles take on a state of “superposition,” which means they can represent multiple combinations of 1 and 0 simultaneously.
« L’intérêt de ces bits quantiques (ou qubits) du point de vue de la cybersécurité réside dans le fait que, si un pirate informatique tente de les observer pendant leur transit, leur état quantique extrêmement fragile « s’effondre » pour prendre la valeur 1 ou 0 », écrit Giles dans l’article « » publié dans le MIT Technology Review. « Cela signifie qu'un pirate informatique ne peut pas altérer les qubits sans laisser de trace révélatrice de son intervention. »
La communication quantique n'en est qu'à ses débuts. Mais au moins un pays, la Chine, tente de prendre une longueur d'avance dans ce domaine. En effet, en 2016, la Chine a lancé ce qu’elle a présenté comme le premier satellite au monde (le « », baptisé « Micius » ou « Mozi », du nom du philosophe chinois) destiné à mettre en œuvre cette technologie, que beaucoup considèrent comme pratiquement inviolable. Si la communication quantique venait à se généraliser, les experts estiment qu'elle pourrait rendre obsolètes les méthodes cryptographiques actuelles.
« Mais le principal défi à l'heure actuelle réside dans la technologie quantique elle-même, en raison du coût élevé des opérations de traitement », explique Douglas. « À ce stade, cette technologie n'est pas vraiment viable pour les systèmes commerciaux, et son contrôle pose encore des problèmes. » « Mais au cours des 10 prochaines années, de nombreux éléments laissent penser que ces problèmes seront résolus. »
L'automatisation de la cybersécurité
L'IA pourrait également apporter une valeur ajoutée en matière de sécurisation des réseaux 6G et des terminaux. L'idée est que, avec des milliards de nouveaux terminaux soudainement mis en service, la sécurisation de l'ensemble de ces systèmes nécessiterait un niveau d'harmonisation qui n'existe pas encore. L'automatisation des processus de sécurité grâce à l'IA permettrait toutefois aux organisations de détecter de manière proactive les menaces et de déclencher des processus de sécurité sans que les humains n'aient jamais à intervenir. Le rêve de longue date de réseaux et d'appareils capables de se défendre et de se réparer eux-mêmes pourrait bien devenir réalité.
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M. Tafazolli affirme que, bien qu’« aucun système ne soit suffisamment sécurisé », le 6G devrait s’avérer fiable à cet égard. Selon lui, chaque « G », c'est-à-dire chaque génération, s'est progressivement améliorée. Même la version 5G, qui continuera d'être mise à jour et améliorée, est bien plus sûre que la version 4G. Mais, ajoute-t-il, il sera essentiel d'intégrer au projet 6G des fonctionnalités visant à renforcer la protection de la vie privée, compte tenu de l'ampleur du partage de données numériques et biologiques confidentielles qu'il pourrait permettre.
L'ensemble de ces 6G options de sécurité continuera à faire l'objet de discussions à mesure que les chercheurs, les acteurs clés du secteur et les organismes publics affinent leur réflexion en vue d'une normalisation à terme.
« Nous devons encore tous nous mettre d'accord sur une vision commune de ce que 6G va faire », déclare M. Tafazolli. « Nous pourrons alors évaluer pleinement les types de mesures de sécurité et de protection de la vie privée dont nous aurons besoin. »
