Criptografía cuántica: cómo funciona el sistema de cifrado

La criptografía cuántica abre nuevas y fascinantes perspectivas para la comunicación segura y la protección integral de datos sensibles en un mundo cada vez más interconectado

Los fundamentos de la criptografía cuántica

La criptografía cuántica es un campo innovador basado en los principios de la mecánica cuántica y promete llevar la seguridad criptográfica a un nuevo nivel. A diferencia de las técnicas tradicionales de cifrado, la criptografía cuántica utiliza las propiedades únicas de las partículas cuánticas para proteger y transmitir información.

• Una de las técnicas fundamentales de la criptografía cuántica es la distribución cuántica de claves (QKD). La QKD permite a dos partes crear una clave secreta que se utiliza para cifrar y descifrar mensajes.
• Un ejemplo destacado es el protocolo BB84, desarrollado por Charles Bennett y Gilles Brassard en 1984. Este protocolo utiliza fotones en diferentes polarizaciones para transmitir los bits de la clave. Debido a la mecánica cuántica, es imposible que un fisgón (Eve) mida la clave sin interferir en la transmisión y, por tanto, ser detectado.
• Un concepto esencial de la criptografía cuántica es el entrelazamiento cuántico. En el entrelazamiento, dos o más partículas entran en un estado en el que permanecen conectadas incluso a grandes distancias. Cualquier medición en una de las partículas influye inmediatamente en el estado de la otra, lo que permite la transmisión segura de información.
• Este principio puede utilizarse para el teletransporte cuántico, en el que el estado de una partícula se transfiere a otra sin que las partículas se muevan físicamente.

Desafíos y perspectivas de futuro de la criptografía cuántica

Con el rápido desarrollo de la informática cuántica, nos enfrentamos a nuevos retos y oportunidades en criptografía.

• Los ordenadores cuánticos basados en las leyes de la mecánica cuántica tienen el potencial de romper muchos de los sistemas de cifrado actuales. En concreto, el algoritmo de Shor, que consigue factores primos de forma eficiente en los ordenadores cuánticos, puede poner en peligro sistemas de cifrado clásicos como RSA.
• El algoritmo de Grover, otro algoritmo mecánico cuántico, puede reducir a la mitad la seguridad de los métodos de cifrado simétrico.
• Para contrarrestar esta amenaza, los investigadores están desarrollando criptografía post-cuántica. Estos nuevos métodos criptográficos deberían seguir siendo seguros incluso cuando se disponga de potentes ordenadores cuánticos. Al mismo tiempo, la criptografía cuántica sigue ganando importancia, ya que teóricamente ofrece una seguridad incondicional garantizada por los principios de la mecánica cuántica.
• Un aspecto importante de la realización práctica de la criptografía cuántica son los protocolos de distribución cuántica de claves (QKD). Estos protocolos se perfeccionan constantemente para mejorar tanto su seguridad como su eficacia. Además del protocolo BB84, en la actualidad existe un gran número de protocolos QKD que se basan en principios físicos diferentes y ofrecen ventajas especiales.