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La criptografÃa cuántica se basa en el principio de incertidumbre de Heisenberg, que de forma básica, dice que no se puede conocer con exactitud la posición y la velocidad de una partÃcula.
Cuanto más exactamente se conoce una variable, menos concretamente se sabe el valor de la otra. Según este principio, es imposible saber en cuál de las cuatro direcciones posibles (vertical, horizontal, diagonal izquierda o diagonal derecha) está polarizado un fotón (partÃcula de luz), base de la criptografÃa cuántica.
Y para saber, por ejemplo, qué fotones están polarizados en dirección horizontal, necesitarÃamos lanzarlos contra una lámina con una serie de minúsculas ranuras horizontales. AsÃ, harÃamos una especie de “colador” especial para fotones horizontales. El problema es que, según las propiedades de este microuniverso, además de dejar pasar a los polarizados horizontalmente, los polarizados diagonalmente también pasarán y se reorientarán horizontalmente. Por tanto, nuestro colador dejarÃa pasar los fotones horizontales y con igual probabilidad, los diagonales (izquierda o derecha). Asà que, aunque estudiemos los que “no pasan” por nuestro filtro, no podrÃamos saber si es que están polarizados en vertical y por eso no han podido atravesarlo, o son también diagonales. Toda una contradicción de las leyes que rigen la fÃsica cotidiana.
La criptografÃa cuántica “sustituye” (simplificando bastante) en cierta manera los tradicionales “0″ y “1″ por polarización de fotones. Los “0″ y los “1″ se consiguen hasta ahora con variaciones de señal eléctrica, representados, por ejemplo, por “ausencia” o “presencia” de señal eléctrica, o una diferencia predeterminada entre los valores de la señal. La señal eléctrica, puede ser interceptada y analizada por un atacante (en la forma de información binaria que nuestro software utiliza a diario), pero los fotones no, pues su simple acceso implica “romper” su estructura (trastocar su polarización) y perder la información que codifican. Las claves criptográficas de hoy en dÃa (usadas en el protocolo SSL para transacciones seguras entre clientes y bancos, por ejemplo), se componen de cadenas aleatorias de números y letras. Para comenzar una transacción segura, estas claves deben ser intercambiadas entre los interlocutores. En este paso previo es donde se producen la mayor parte de los espionajes, interceptando la clave (cifrada a su vez con otros mecanismos) en el momento de la transmisión cuando viaja por redes convencionales. Si todo ha ido bien, el otro interlocutor puede descifrar el mensaje con una copia de la clave empleada originalmente. Al contrario que con la tecnologÃa electrónica de hoy en dÃa, leer la clave codificada en fotones en su “viaje”, la alterarÃa de tal manera que el receptor sabrÃa que ha sido manipulada o leÃda de alguna manera. En esto es donde radica su absoluta seguridad.
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Actualmente, el mayor problema para la implantación de estos sistemas es su capacidad de difusión en largos recorridos. No se ha conseguido una estabilidad que le permita su uso en el mundo real, y los fotones pierden su polaridad con la distancia. La atenuación periódica que sufren los estados de los fotones según la distancia recorrida y el medio en el que viajen, limita el uso de esta técnica a pequeñas redes experimentales hasta que se vayan desarrollando nuevas tecnologÃas de transmisión y ganando kilómetros. Demos un repaso a los logros obtenidos hasta ahora.
Desde hace años, los avances en las bases de la criptografÃa cuántica se mantienen más o menos estancados, aunque se ha adelantado mucho en la forma de implementar tecnológicamente sistemas que sean capaces de manejar estas partÃculas. A finales de los ochenta se comenzó a estudiar el desafÃo que constituÃa la manipulación de fotones, modificando su polarización a nuestro antojo. AsÃ, en 1989, se consiguió la primera transmisión de señales cuánticas de la historia a una distancia de 32 centÃmetros.
En el año 2000, el Laboratorio Nacional del Los Alamos transmitió una clave cuántica a través de 1.6 kilómetros por aire. Dos años más tarde, esta cifra se incrementó de forma espectacular. A finales de 2002, según el periódico Nature, cientÃficos de la firma QinetiQ, la rama comercial de la agencia británica de investigación de defensa, consiguieron enviar con éxito una clave criptográfica a una distancia de más de 23 kilómetros de espacio abierto entre dos montañas en Alemania. Dentro de siete años, esta técnica estará lista para enviar claves de cifrado a cualquier parte del mundo utilizando satélites de órbita baja, afirmó John Rarity, responsable cientÃfico de QinitiQ. El experimento de QinetiQ consiguió “conectar” cada dÃgito de la clave a un mÃnimo conjunto de fotones, enviados en un minúsculo haz de luz.
En 1995, investigadores de la Universidad de Ginebra ya consiguieron una espectacular distancia de 23 kilómetros, pero utilizando fibra óptica para propagar los fotones, en vez del aire.
En Junio de 2003, un grupo de investigadores de Toshiba Research Europe, en el Reino Unido, rompÃa todos los esquemas consiguiendo atravesar la barrera de los 100 kilómetros en la criptografÃa cuántica trasmitida a través de fibra óptica. Andrew Shields, que capitaneó el proyecto, aventuraba que esta tecnologÃa será desarrollada con fines comerciales en menos de tres años.
Los cientÃficos presentaron su récord en la CLEO (Conference on Lasers and Electro-Optics), que anteriormente ostentaban una compañÃa japonesa y que databa de Noviembre de 2002 con 87 kilómetros de distancia. Poco antes del 2002, una empresa suiza logró enviar a más de 60 kilómetros códigos cuánticos a través de fibra óptica, lo que da una idea lo rápido que avanza esta tecnologÃa.
Recomiendo el fantástico documento de Criptonomicon, sobre la introducción a la criptografÃa cuántica http://www.iec.csic.es/criptonomicon/susurros/susurros28.html
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La criptografÃa cuántica es un conjunto de técnicas criptográficas que garantizan la absoluta confidencialidad de la información transmitida, ¿lo consigue? He aquà la cuestión del problema.
La criptografÃa cuántica nos ayuda a mantener a buen recaudo nuestros secretos y nuestra información confidencial.
La criptografÃa cuántica se basa sobre el principio de incertidumbre de de Heisenberg y eso nos permite enviar claves de forma segura. Sin duda, son secretos que están bien protegidos.
A diferencia de los métodos convencionales que basan su seguridad en principios matemáticos, la criptografÃa cuántica se basa en principios fÃsicos. Ya que por las leyes de la fÃsica cuántica es imposible medir un estado cuántico de un sistema sin alterarlo y según los fÃsicos nunca va a ser posible. Se cree que la criptografÃa cuántica es un criptosistema indestructible. Incluso existen al menos dos estudios independientes que afirman haber probado su seguridad definitiva, es decir una prueba de que los protocolos criptográficos cuánticos son inmunes a todas las estrategias de escucha.
Es uno de los sistemás más seguros para proteger información. Yo no dudarÃa ni un segundo en poner mis claves bajo el sistema de criptografÃa cuántica.