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Redes de criptografía cuántica (I)

Los algoritmos tradicionales de cifrado están basados en teorías matemáticas, y en principio siempre pueden ser vulnerados si se cuenta con la capacidad de cálculo suficiente para romper el cifrado del algoritmo.

Sin embargo la criptografía cuántica se basa en los principios de la mecánica cuántica para garantizar que los datos transmitidos no han sido leídos o modificados por alguien que los intercepte durante el viaje.

La mecánica cuántica describe la dinámica de cada partícula cuántica (fotones, electrones, etc.) en términos de estados cuánticos, asignando una probabilidad a cada posible estado de la partícula por medio de una función. Aplicando esta teoría a la criptografía obtenemos una clave indescifrable actualmente ya que una de las propiedades más importantes de la criptografía cuántica es que si un tercero intenta hacer eavesdropping durante la creación de la clave secreta, el proceso se altera detectándose al intruso antes de que se trasmita la información privada. Esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg, que nos dice que el proceso de medir algo en un sistema cuántico perturba dicho sistema.

Simplificando al máximo su funcionamiento se basa en la creación de una clave cuántica secreta, que se usa como llave para cifrar y descifrar el mensaje transmitido utilizando criptografía simétrica.

Esto sin embargo no es algo novedoso, ya que la idea del cifrado cuántico es de la época de los 70, pero es 14 años más tarde cuando se publica el primer protocolo; el BB84 por Charles Bennett y Gilles Brassard.

Posteriormente se produjo una mejora creando un nuevo protocolo llamado protocolo de Fotones Entrelazados este nuevo sistema fue propuesto por Artur Ekert en 1991, muy parecido al anterior pero con una diferencia, la necesidad de una fuente que produzca una serie de pares de fotones entrelazados, incrementando la seguridad del sistema ya de
por si prácticamente inexpugnable.

Y aquí tras esta pequeña introducción llegamos al punto clave, la aplicación de estos conceptos al mundo práctico.

Aplicación de los conceptos

Los primeros productos comerciales de criptografía cuántica salieron al mercado en el 2002. Desde entonces los avances no han dejado de sucederse y la adopción de esta tecnología, muy lenta al principio no ha parado de expandirse cada vez mas rápido, llegando su evolución hasta la implementación de la primera red funcional de cifrado cuántico.

Un grupo de investigadores adscritos al Austrian Research Center (ARC), presentaron
la primera demostración de una red que incorpora cifrado cuántico en Viena el 8 de Octubre del 2008. Esta red forma parte del proyecto científico de investigación llamado SECOQC (Secure Communication based on Quantum Cryptography).

Estos científicos ya en 2004 realizaron con éxito la primera transacción bancaria protegida con cifrado cuántico.

El proyecto SECOQC ha recibido ya 11 millones de euros por parte de la Unión Europea, y está integrada por 41 entidades provenientes de 12 países, dedicadas al desarrollo de soluciones comerciales con esta tecnología.

La red creada está formada por siete enlaces ópticos de una longitud de entre 6 y 82 kilómetros. En cada nodo de la red hay integrados módulos que cifran y descifran el flujo de datos con cifrado cuántico.

Los científicos están usando la infraestructura existente propiedad de Siemens entre Viena y la ciudad de St. Pölten para su red experimental.

Es probable que de seguir con las investigaciones en este campo veamos como este sistema se implanta en nuestras vidas en un plazo no superior a una década.

Hasta entonces tendremos que conformarnos con seguir de cerca estos avances.

Luis Angel Martínez
S21sec e-crime

1 comentario:

Nacho dijo...

Hola!

Llegué hasta tu blog desde Microsiervos y me he parado a leerlo un ratillo.

Me gustaría comentar algo acerca del principio de Incertidumbre (es más correcto "indeterminación").

"Esto es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg, que nos dice que el proceso de medir algo en un sistema cuántico perturba dicho sistema"

Lo cierto es que en este caso, el principio de incertidumbre tiene poco que ver. Ya que si queremos medir una partícula, tenemos que interactuar con ella, y esa interacción implica modificar su función de ondas. El principio de incertidumbre, aunque presente, no se manifiesta de forma evidente en el proceso de medida.

En mecánica cuántica, todo está sutilmente entremezclado, y es muy frecuente no saber cuándo termina una cosa y empieza otra.

Un humilde estudiante de física ;)


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