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La criptografía cuántica permite tener comunicaciones totalmente seguras a través de internet. Un nuevo estudio con colaboración española prueba que sus protocolos ofrecen prestaciones similares a los sistemas convencionales en comunicaciones a corta distancia, y no únicamente en largas distancias. El sistema desarrollado por este equipo ya ha sido implementado en una red metropolitana en el área de Shanghái.
Los métodos actuales de criptografía no son totalmente seguros. Su seguridad depende de los recursos computacionales que destinen las personas que quieran romperlos; y las capacidades y sistemas que existen en la actualidad los convierten ya en vulnerables. La criptografía cuántica soluciona ese problema, aportando soluciones absolutamente seguras y fiables para la transmisión de información. Y se sabe que es completamente segura porque se basa en los principios teóricos de la mecánica cuántica.
“Hablamos de sistemas que no se pueden romper”, afirma el investigador de AtlantTIC y profesor de la Universidad de Vigo Marcos Curty. Por eso en el mundo actual, en el que el intercambio de información sensible a través de internet crece a diario, instituciones, empresas y gobiernos trabajan para crear redes seguras basadas en este tipo de protocolos.
Gracias a su colaboración con otros grupos internacionales y empresas de telecomunicaciones, Curty ha demostrado la viabilidad de la utilización de estos protocolos totalmente seguros en áreas metropolitanas, no exclusivamente para transmisiones a larga distancia. Así lo refleja en un nuevo artículo publicado este mes en Nature Photonics.
Las claves de la investigación en criptografía cuántica
En 2010, investigadores de la Universidad de Waterloo demostraron la dificultad de lograr que las implementaciones experimentales de criptografía cuántica cumplan los requisitos impuestos por la teoría para lograr seguridad absoluta. En concreto, en un trabajo publicado en Nature Photonics, probaron que dentro de los sistemas de encriptado cuánticos existe un elemento vulnerable: los detectores ópticos. Estos dispositivos son fácilmente manipulables desde el exterior con iluminación adecuada, haciendo que el sistema de encriptado sea inseguro.
A partir de ese momento, la hipótesis de partida en las investigaciones de Curty, en colaboración con un equipo de investigadores de la Universidad de Toronto, se centró en demostrar la seguridad de la criptografía cuántica cuando el dispositivo de medida del sistema que incluye los detectores está corrompido. Así, comenzaron a trabajar en la idea de que tanto el transmisor como el receptor actuasen como transmisores, de tal manera que ambos enviasen señales luminosas a un tercer elemento externo, que contiene todos los detectores, y que no es necesario proteger porque, como dice Curty, “se puede demostrar que la mecánica cuántica te permite determinar si un atacante trata de acceder a él”.
Como resultado, se tiene un sistema plenamente seguro independientemente del funcionamiento de los detectores. Es más, estos podrían ser proporcionados directamente por el atacante y el sistema seguiría siendo seguro. Esta investigación tuvo gran repercusión internacional en su momento y se publicaron reportajes en Science News, en Physics World, o en los Physics highlight of the year de la Sociedad Americana de Física. Asimismo, varios grupos experimentales y empresas internacionales han confirmado experimentalmente la viabilidad de la propuesta.
Nuevo descubrimiento y su publicación en Nature Photonics
Fruto de sus investigaciones más recientes, Nature Photonics publica este mes de diciembre un nuevo artículo realizado con investigadores del Massachusetts Institute of Technology, del Oak Ridge National Laboratory y de la Universidad de Toronto.
En esta ocasión, el objetivo de la investigación es demostrar la viabilidad de los sistemas de criptografía cuántica para lograr altas tasas de transmisión plenamente seguras en redes metropolitanas. Los investigadores han demostrado que su sistema puede ofrecer prestaciones similares a los sistemas convencionales también en comunicaciones a corta distancia, y no únicamente en largas distancias. Con este estudio, han demostrado a la comunidad científica que es posible lograr comunicaciones absolutamente seguras con tasas de transmisión próximas al límite teórico impuesto por la mecánica cuántica, tanto a corta como larga distancia, incluso cuando los detectores del sistema están corrompidos.
En la actualidad, se están tendiendo redes de criptografía cuántica en diversos países como EE UU, China, Suiza o Japón; y es esperable que el sistema desarrollado por este equipo internacional de investigadores juegue un papel esencial a corto plazo. De hecho, este sistema ya ha sido implementado recientemente en una red metropolitana en el área de Shanghái.
El Gobierno de España destinará 125 millones de euros al desarrollo de dos cargas útiles de satélite, uno geoestacionario y otro en órbita baja, junto a sus respectivas estaciones terrenas, para la llamada distribución cuántica de claves (QKD). Esta tecnología se podría incorporar en la constelación europea de comunicaciones seguras por satélite.
Soledad Torres Guijarro (Madrid, 1968) investiga en la actualidad la contaminación acústica en los ecosistemas submarinos y cómo reducirla. Pero esta experta en telecomunicaciones ha realizado una gran diversidad de proyectos a lo largo de su carrera, desde crear un sistema automático de la lengua de signos de términos médicos, hasta una herramienta que identifica mensajes de odio en redes sociales.
