La criptografía cuántica rompe la barrera de los 100 kilómetros

La criptografía cuántica rompe la barrera de los 100 kilómetros
En tres años se aplicará en transmisiones ópticas de pequeñas cantidades de datos y en seis años vía satélite


Los mensajes cifrados cuánticamente serán utilizados por bancos y grandes empresas dentro de tres años, después de que científicos de Toshiba rompieran la barrera de los 100 kilómetros para estas transmisiones seguras. En seis años esta tecnología se utilizará también vía satélite para envíos de mensajes a cualquier parte del mundo. La criptografía cuántica es una de las aplicaciones de la física cuántica y permite enviar mensajes de un punto a otro del espacio sin que nadie pueda interceptarlos impunemente, ya que cualquier observación del mensaje altera el estado de las partículas mensajeras y delata al intruso. Por Eduardo Martínez.



Ingenieros de la compañía Toshiba en Gran Bretaña han conseguido por primera vez enviar un mensaje a más de 100 kilómetros por un cable de fibra óptica utilizando criptografía cuántica a la velocidad de 2 kilo-bits por segundo, lo que permitirá comercializar esta tecnología para mensajes cortos en un plazo de tres años.

Según explica en un comunicado la propia compañía, la técnica tiene multitud de aplicaciones comerciales, si bien en una primera instancia los más beneficiados serían bancos y grandes empresas debido a que los mensajes criptados cuánticamente serán todavía cortos, a base de contraseñas de seguridad para las transacciones electrónicas.

Hasta ahora, el récord de transmisiones cuánticas estaba en 87 kilómetros y había sido conseguido en noviembre pasado por investigadores de Mitsubishi, por lo que la proeza de Toshiba amplía el horizonte de esta tecnología, que se encuentra todavía en sus primeros pasos.

La primera transmisión de señales cuánticas se consiguió en 1989 con una distancia de 32 centímetros y en 1995 científicos de la Universidad de Ginebra llegaron a los 23 kilómetros utilizando un cable de fibra óptica. Antes de Mitshubisi, el récord estaba en 50 kilómetros por parte del laboratorio de Los Álamos.

En 6 años, también vía satélite

El aire se ha utilizado también como transmisor de señales cuánticas, ya que en octubre del año pasado científicos británicos consiguieron enviar un mensaje cifrado con esta tecnología a más de 23 kilómetros de distancia, tal como relató en su día Physics Web.

A través de satélites de baja altitud, el envío de mensajes cuánticos a través del aire a cualquier parte del mundo se espera que sea posible en el plazo de seis años, lo que amplifica las posibilidades de la encriptación que ofrecen los cables de fibra óptica.

La criptografía cuántica es una de las aplicaciones de la física cuántica y permite enviar mensajes de un punto a otro del espacio sin que nadie pueda interceptarlos impunemente, ya que cualquier observación del mensaje altera el estado de las partículas mensajeras y delata al intruso.

El efecto se consigue enviando el mensaje digital sobre un haz de luz polarizada alternando la dirección de su polarización. Dado que diferentes impulsos de luz pueden tener diferentes polarizaciones, podemos enviar un mensaje digital a lo largo de un rayo de luz.

Fundamento cuántico

La criptografía cuántica actual se basa en la imposibilidad de saber con certeza el estado de polarización en que se ha creado un fotón determinado, por lo que si este mensaje es interceptado, el estado cuántico de los fotones interceptados se altera y por ello el receptor sabe inmediatamente que se ha producido una filtración.

Esta capacidad supone una gran ventaja respecto a los sistemas actuales de transmisión de datos, compuestos por cadenas aleatorias de números y letras. La seguridad de este sistema es enorme y se basa en la imposibilidad práctica de descifrar un número muy grande, por ejemplo de doscientos dígitos, pero está amenazada por otra vertiente de la física cuántica que son los ordenadores cuánticos, capaces de descodificar en segundos complejos mensajes cifrados. Se cree que en veinte años estos ordenadores estarán en el mercado.

Explicado más llanamente, podemos decir que los métodos actuales de encriptación se basan en la aritmética. Un mensaje se transforma en ceros y unos que, inteligentemente combinados, contienen un mensaje.

Una serie de operaciones matemáticas puede modificar esta cadena binaria para ocultar su significado, hasta que el destinatario, que conoce las claves correspondientes, invierte el proceso y redescubre el mensaje original oculto.

Sin límites

La fragilidad de este sistema radica en la transmisión de las claves, que pueden ser interceptadas en el trayecto sin que el emisor y el remitente lo sepan, y en la potencial capacidad de la informática cuántica para descifrar el código matemático que oculta el mensaje.

La criptografía cuántica supera en teoría ambas limitaciones, ya que la información se sitúa en las partículas de luz o fotones que son emitidos, de uno en uno, en un estado previamente conocido por el destinatario, que de esta forma puede recomponer el mensaje.

La diferencia respecto al método aritmético radica en que si uno de los fotones es interceptado para ver qué información transmite, su estado queda alterado y el receptor lo sabe, por lo que puede desechar el mensaje porque sabe que ha sido contemplado por terceros.

De todas formas, la criptografía cuántica debe superar todavía algunas barreras tecnológicas para desarrollarse, ya que el estado de los fotones utilizados para el envío de mensajes sufren alteraciones según la distancia recorrida y el soporte en el que viajan y estas variables aún no están completamente controladas.