La criptografía segura con dispositivos del mundo real ahora es una posibilidad realista
Una nueva investigación publicada en Nature explica cómo un equipo internacional de investigadores, por primera vez, implementó experimentalmente un tipo de criptografía cuántica que se cree que es el medio de comunicación «último» y «a prueba de errores».
En una experiencia acumulada a lo largo de tres décadas de investigación fundamental, trabajo experimental en Departamento de Física, Universidad de Oxford, con contribuciones teóricas de ETH Zurich, EPFL, la Universidad de Ginebra en Suiza y la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA), demostró un protocolo integral de distribución de claves cuánticas inmune a las vulnerabilidades y fallas en dispositivos físicos que plaga de los protocolos cuánticos actuales. La experiencia demuestra una forma de seguridad mucho más sólida que la que se puede lograr actualmente con las computadoras convencionales.
Las implementaciones existentes de «distribución de claves cuánticas» (QKD) se basan en la comunicación entre dispositivos cuánticos «confiables» (y, por lo tanto, ofrecen el potencial para la piratería cuántica). El enfoque demostrado recientemente permite la comunicación segura entre dispositivos sin necesidad de saber mucho sobre ellos. Este importante avance allana el camino para la criptografía segura para dispositivos del mundo real y otras aplicaciones de información cuántica basadas en el principio de independencia del dispositivo.
El profesor David Lucas, del Departamento de Física de la Universidad de Oxford, explicó: «El verdadero avance aquí es que no solo pudimos demostrar que nuestra red cuántica teóricamente tenía suficiente rendimiento para realizar este nuevo tipo de QKD, sino que en realidad hemos estado capaz de hacer esto en la práctica e ir tan lejos como para distribuir una clave secreta compartida. Aunque originalmente diseñado para experimentos de computación cuántica, esto muestra la versatilidad de las redes cuánticas para otras aplicaciones.
El equipo de investigación multidisciplinar, formado por físicos teóricos y aplicados e informáticos, consiguió el éxito del experimento basado en el «entrelazamiento cuántico de alto grado» o, en términos sencillos, una relación exclusiva entre dos partículas que pueden extenderse a grandes distancias (incluso la luz -años) en el espacio, pero aún operan en tándem. Tales conexiones brindan garantías más amplias de seguridad y privacidad para las comunicaciones y transacciones financieras sin interferencia de terceros.
Actualmente, la comunicación criptográfica segura se basa en la incapacidad de las computadoras tradicionales para calcular los factores primos de números grandes. Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, las futuras computadoras cuánticas pueden resolver fácilmente estos problemas, dejando obsoletos los protocolos criptográficos actuales.
El trabajo anterior en QKD ya eliminó la suposición de una potencia informática limitada, pero obligó a las partes que se comunicaban a confiar en sus dispositivos cuánticos.
Sin embargo, la distribución de claves cuánticas demostrada en esta nueva investigación puede garantizar la privacidad con solo unas pocas suposiciones generales sobre el dispositivo físico que se utiliza. La base de este esquema «independiente del dispositivo» se basa en la validez de la teoría cuántica y puede certificarse mediante las estadísticas de medición observadas durante el experimento.
“Hace noventa años pensábamos que la naturaleza no podía comportarse de una forma tan curiosa; hace sesenta años descubrimos cómo mostrar que lo era después de todo; Hace treinta años descubrimos una manera de aprovechar esta ventaja”, explicó el autor principal David Nadlinger, “y ahora finalmente podemos poner en práctica ese conocimiento del tejido fundamental de la realidad para asegurar la comunicación.
