Criptografía cuántica
En
palabras sencillas la criptografía cuántica es aquella que utiliza la mecánica
cuántica para transmitir de forma segura o confidencial información sensible.
La criptografía es la técnica de encriptar información de modo que no sea tan
fácil entender el significado del mensaje. La cuántica por su parte es la mecánica
cuántica hace referencia a la existencia del átomo y su estructura.
El
principal problema de la criptografía clásica es justamente el intercambio de
claves para cifrar/descifrar el mensaje cifrado, en el caso de la criptografía
cuántica permite que dos personas puedan compartir información sensible como
claves, de manera segura, y detectando inclusive cuando algún intruso se
encuentra en la red husmeando.
A
diferencia de la criptografía con clave pública tradicional la criptografía de
clave pública no descansa en la complejidad computacional, sino en la mecánica
cuántica. La criptografía cuántica utiliza la luz para transmitir información a
través de láseres, el foton; conduciendo la información por fibra óptica.
Conceptos
de la mecánica cuántica:
- - Superposición: una misma partícula puede poseer
dos estados a la vez.
- - Colapso de estados: al ser medida una partícula se
altera su estado superpuesto determinado en que estado particular.
- - Incertidumbre: es imposible saber el valor exacto
de la posición y momentum. Cuanto más precisa sea la medición sobre una
propiedad, mayor será la incertidumbre de la otra propiedad.
-
- Entrelazamiento: Dos partículas cuánticas pueden
tener estados fuertemente ligados, debido a que se generaron al mismo tiempo o
a que interactuaron, Ej. Durante un choque.
Las partículas
que se utilizan normalmente en la criptografía cuántica son los componentes de
la luz o fotones, y los estados de utilizan para ser entrelazados o
superpuestos.
Intercambio de claves cuánticas
BB84
Protocolo
publicado por Charles Bennett y Gilles Brassard en 1984. En este protocolo la
transmisión se logra utilizando fotones polarizados enviados entre A y B a
través de un canal cuántico (Fibra Óptica), también es necesario otro canal
público para construir la clave secreta compartida, no es necesario que los
canales sean seguros.
Paso 1
Cuando el
punto A, decide enviar una secuencia de fotones polarizados al punto B inicia
el protocolo. El punto A, genera una secuencia aleatoria de bases (rectilíneas
+ y diagonales x) las cuales se almacenan momentáneamente, luego se envía por
un canal cuántico.
Paso 2
El punto
B, no sabe cuáles fueron las bases que uso el punto A, así que inicia midiendo
la polarización de los fotones usando una base aleatoria generada por el y
registra las bases que utilizaó.
Paso 3
A y B se
contactan por el canal público para comunicarse las bases que utilizaron para
generar y leer respectivamente. Una vez conocida la clave secreta de ambos pasa
al siguiente paso.
Paso 4
Debido a
que utilizaron un canal inseguro, alguien pudo haber modificado la polarización
de los fotones así que A y B deben comprobar que los bits que no fueron descartados
coincidan en su valor, si un intruso intenta medir los fotones no sabe en que
base se generaron, por lo que tiene que hacer mediciones al azar lo cual introduciría
perturbación a los protones alterando su comportamiento.
Paso 5
“Para codificar un mensaje
se puede utilizar el mismo canal cuántico con fotones polarizados, o utilizar
el canal público cifrando el mensaje con un algoritmo de cifrado, ya que la
clave para el cifrado se ha transmitido de manera absolutamente segura”
Implentación de la criptografía cuántica
“Basado en
estos principios, se definen protocolos de comunicación que utilizan la
polarización de los fotones para codificar información binaria que conformará
la clave secreta. Estos protocolos incluyen mecanismos de corrección en caso de
errores de transmisión.”
“Los
primeros productos comerciales de criptografía cuántica salieron al mercado en
2002. Desde entonces los avances no dejan de producirse y la adopción de esta
tecnología, si bien lenta al principio, tiende a acelerarse.”
Referencias
.Seguridad.
(2013). Criptografía cuántica. 20/10/2015, de DEFENSA DIGITAL Sitio web: http://revista.seguridad.unam.mx/numero-18/criptograf%C3%AD-cu%C3%A1ntic
Dra.
Alfonsa García, Dr. Francisco García, Dr. Jesús García. (2014). Curso:
Computación y Criptografía Cuántica. 20/10/2015, de Universidad Politécnica de
Madrid Sitio web: http://www.criptored.upm.es/crypt4you/temas/cuantica/leccion2/leccion02.html
