O triunfo dos criptógrafos cuánticos fronte aos hackers

O desenvolvemento desde hai máis de 2000 anos de sistemas criptográficos destinados á transmisión e almacenamento de datos de xeito que non poidan ser comprendidos, nin modificados por terceiros, é inseparable do correspondente intento por parte dalgúns deses terceiros de descifrar as claves que dan acceso á información que conteñen. Por iso non é de estrañar que esta dinámica que se vén repetindo desde hai séculos se produza tamén no caso da criptografía cuántica, un sistema esbozado na década de 1970 e desenvolvido a partir da de 1980 que explota as propiedades mecánico-cuánticas da luz para transmitir datos confidenciais de maneira incondicionalmente segura. A diferenza da criptografía clásica, que basea a súa seguridade en suposicións non probadas sobre a dificultade de resolver certos problemas matemáticos, a criptografía cuántica utiliza leis da mecánica cuántica, como que a observación dun fenómeno cuántico cambia esa realidade, para garantir que calquera intento non autorizado de acceso a información poda ser sempre detectado.

Sen embargo, nin este sofisticado método queda á marxe da acción dos hackers informáticos que tras romper os sistemas de cifrado de información clásicos, fixeron o propio cos sistemas baseados en criptografía cuántica servíndose para iso de imperfeccións existentes nas implementacións comerciais. En concreto, o mal funcionamento dos detectores ópticos do receptor é o talón de Aquiles que aproveitan os piratas informáticos para vulnerar os sistemas comerciais e volvelos inseguros. Garantir a protección dunha información que resulta especialmente delicada no caso de operacións de índole comercial e financeira ou no das comunicacións gobernamentais, foi o que levou a un grupo de investigadores integrado polo profesor da Universidade de Vigo, Marcos Curty, e os da Universidade de Toronto, Canadá, Hoi-Kwong Lo e Bing Qi a desenvolver un novo sistema de criptografía cuántica, xunto cunha demostración experimental no laboratorio, que permite acadar comunicacións plenamente seguras sobre unha canle aberta, como por exemplo internet. “O noso traballo”, explica Marcos Curty, “presenta unha solución moi sinxela, práctica e eficiente que frustra calquera posible ataque dun hacker nos detectores ópticos do sistema. Así propoñemos novos sistemas de criptografía cuántica plenamente seguros e con prestacións incomparables, incluso se o funcionamento dos detectores está seriamente comprometido. En definitiva é o triunfo dos criptógrafos cuánticos sobre os hackers cuánticos”.

A idea orixinal do estudo fraguouse nunha estancia que Curty realizou na Universidade de Toronto no verán de 2011 xunto a Hoi-Kwong Lo e Bing Qi, quen hai case dous anos foran quen de levar a cabo con éxito un ataque a un sistema comercial de criptografía cuántica, probando así a súa vulnerabilidade. Curty e os docentes da universidade canadense levan traballando dende hai máis dunha década no campo das comunicacións cuánticas con tecnoloxía fotónica en xeral e na criptografía cuántica en particular.

Innovación e aplicacións prácticas do sistema

A posibilidade de implementar este novo sistema con tecnoloxía que existe na actualidade, así como que as súas prestacións sexan similares aos sistemas de criptografía cuántica estándar, coa importante diferenza de ser inmune aos hackeres, son as grandes achegas da proposta dos profesores das universidades de Vigo e Toronto. “Na actualidade xa había unha posible solución para evitar os ataques”, explica Curty, “sen embargo esta require unha tecnoloxía non dispoñible nin na actualidade, nin en un futuro próximo. Ademais en caso de dispoñer dela, as prestacións finais do sistema en relación coa velocidade con que se poderían cifrar os datos, sería demasiado pequena para considerarse un sistema práctico”.

En canto ás aplicacións prácticas dun traballo que segundo o profesor do Grupo de Antenas, Radar e Comunicacións Ópticas da Universidade de Vigo proporciona “unha solución sinxela, práctica e eficaz a un dos principais problemas da criptografía cuántica na actualidade”, Curty incide na importancia de protexer a información que se ten convertido “nun recurso imprescindible na sociedade actual, especialmente nas operacións de índole comercial e financeira que realizan as empresas a través da rede. A consecución de protocolos criptográficos cuánticos que garantan comunicacións plenamente seguras, ten unha gran repercusión sobre un elevado número de aplicacións das tecnoloxías da información que afectan cada vez a máis empresas e usuarios”, explica Curty. Transaccións bancarias directas e comerciais en contornas de operación aberta do tipo internet, comunicacións militares ou distribución segura de documentos gobernamentais, son algunhas das accións prácticas que o investigador da Universidade de Vigo sinala como ámbitos de aplicación do estudo.

O estudo dos investigadores das universidades de Vigo e Toronto foi publicado recentemente na prestixiosa revista Physical Review Letters da Sociedade Americana de Física, e está a levantar grande interese en ámbitos académicos e no sector das telecomunicacións. Así mesmo, segundo sinala Curty, varios grupos experimentais xa amosaron o seu interese en poder implementar a súa idea no laboratorio.