martes, 20 de octubre de 2015

Criptografía Cuántica

Indudablemente la tecnología y la ciencia crecen a un paso agigantado y estos avances permiten que problemas que en el pasado se consideraban imposibles de solucionar con las nuevas teorías y herramientas disponibles se le puedas hallar una solución.

Este crecimiento afecta especialmente a la criptografía, ya que históricamente su desarrollo ha sido superar constantemente las técnicas que se han desarrollado en el pasado, esto llego a un punto en donde los actuales algoritmos de cifrado, que se consideran más seguros, lo son, pero por el hecho de que el poder de computo de las computadoras actuales es insuficiente, y la criptografía cuántica viene a revolucionarlo todo.

Pero que es la criptografía cuántica, como su nombre lo indica es la aplicación de la física cuántica y sus propiedades en los equipos la denominada computación cuántica, pero qué ventajas tiene esto, muy simple, los equipos modernos se rigen actualmente por los principios de dos ciencias básicas, la electromecánica y la mecánica clásica, y por lo tanto estamos atados a sus limitantes.

La física cuántica, la física de los átomos, ofrece un mundo de posibilidades nuevas, que permiten aumentar el poder de cómputo a niveles inimaginables con los equipos actuales, esto funciona de la siguiente manera, la unidad fundamental en los equipos actuales se denomina bit, el cual solo tiene dos posibles valores 0 o 1, y para su funcionamiento se realizan operaciones lógicas.

Además como un solo valor se puede obtener por ciclo de reloj son necesario tantos ciclos de reloj como número de combinaciones que tengamos que probar, para poder descifrar un mensaje y obtener la correspondiente clave, es cierto que se pueden utilizar multiprocesadores para realizar este trabajo en paralelo, pero el funcionamiento sigue siendo el mismo, al igual que las limitantes, y con los equipos actuales se necesitan miles de años para poder romper las claves más grandes.

Por su parte una computadora cuántica se basa en el uso de moléculas y átomos para realizar las operaciones correspondientes, su unidad fundamental es el Qubit, la diferencia principal respecto a los bits, más allá de su forma de transmisión, es que un bit solo puede tener un valor a la vez, en cambio un Qubit puede tener dos estados al mismo tiempo, por lo que con un determinado número de Qubits se pueden comprobar múltiples combinaciones al mismo tiempo, de una manera más eficiente que con equipos actuales y multiprocesamiento.

Algo muy importante a remarcar es el carácter probabilístico propio de los Qubits, esto ofrece un mecanismo de integridad de los datos muy bueno, ya que es visible cuando una determina porción de los datos recibidos no corresponden con los datos enviados, utilizando la clave que comparten ambos, esto es señal de que alguna modificación ha ocurrido.

Sin embargo una propiedad que se puede considerar aún más importante para la seguridad es el principio de incertidumbre de Heisenberg, el cual indica en palabras simples que es imposible observar un átomo sin modificar su comportamiento, esto se ve reflejado en que es teóricamente imposible para una persona interceptar un mensaje, sin alterarlo y por lo tanto, no puede mantenerse escondido.
Con el surgimiento de estos equipos cuánticos, se marcará un antes y después en la historia de la computación y de la criptografía, ya que ambos deberán acoplarse a las nuevas posibilidades que este cambio traerá, para que esto se haga realidad aún falta, es cierto que ya hay prototipos de estos equipos, sin embargo todavía se apegan al funcionamiento tradicional de los equipos, solo cambiando el modo de transmisión.
Para poder tener equipos cuánticos en hogares y que sean cosa tan común como lo son hoy en día los equipos actuales, se necesita mucha investigación y desarrollo, pero es solo cuestión de tiempo para que el futuro nos alcance.

Referencias: