¿Qué es la criptografía cuántica?

¿Sabes qué es la criptografía cuántica y qué cambios traerá en el futuro? El desarrollo de la computación cuántica traerá cambios significativos para la velocidad de cálculo de los ordenadores. Procesos que podrían tomar millones de años con la tecnología actual se reducirían a tiempos viables gracias a este tipo de computación. En criptografía, es evidente que el desarrollo de esta nueva tecnología traerá un impacto y, de hecho, esto se comprobó matemáticamente hace más de dos décadas.

En este post, te explicaremos qué es la criptografía cuántica, en qué propiedades se basa y de qué trata la criptografía postcuántica.

¿Qué es la criptografía cuántica?

La criptografía cuántica es una rama de las matemáticas que aplica la teoría del desarrollo de ordenadores cuánticos para dos funciones principales, que, en el futuro, desarrollará en la práctica.

1. La primera función de la criptografía cuántica es la de romper criptosistemas existentes, como el algoritmo de cifrado asimétrico RSA, el algoritmo de intercambio de claves Diffie-Hellman o el algoritmo de cifrado por bloques AES, entre otros. Estos se utilizan actualmente y se consideran seguros cuando se implementan de forma adecuada. Al romperse, las comunicaciones HTTPS serían posibles de descifrar.
2. La segunda función de la criptografía cuántica es la de desarrollar criptosistemas nuevos con ordenadores cuánticos. La importancia de este tipo de ordenadores no radica solamente en su capacidad para romper sistemas, sino también en el de crear unos más eficientes, gracias a su inmensa capacidad de cómputo.

Propiedades de la física cuántica

Para entender qué es la criptografía cuántica y cómo podría verse en el futuro, vale la pena hacer un repaso breve sobre las leyes de la física cuántica que permitirán este tipo de tecnología. Principalmente, el desarrollo de un ordenador cuántico se basa en las siguientes propiedades de la mecánica cuántica:

1. La superposición cuántica: es una propiedad de las partículas de la luz (electrones y fotones), que les permite estar en varios estados cuánticos a la vez. Por ello, su representación se hace por medio de la suma de dichos estados.
2. El entrelazamiento cuántico: es una propiedad que implica que dos o más partículas cuánticas se encuentren unidas en información a pesar de lo separadas que estén. Esto permite conocer el estado cuántico de la otra partícula a una velocidad más rápida que la de la luz.
3. Cambio con la observación: en física cuántica, esto implica que sea imposible medir el estado de estas partículas sin modificarlas. De hecho, su estado no se manifiesta hasta que un observador lo mide.
4. Uso de cúbits: el cúbit (en inglés “qbit”) es la unidad de medida para el procesamiento de información cuántica, que se tiene previsto usar en ordenadores del futuro a mediano plazo. Los cúbits cambian continuamente de valor, pero están relacionados directamente con otras partículas cuánticas que cambian al mismo ritmo y a una velocidad superior a la de la luz.

Criptografía postcuántica

Ahora que hemos visto qué es la criptografía cuántica y en qué principios se basa, hablaremos de la criptografía postcuántica y en qué se diferencia de la anterior.

La criptografía postcuántica, a diferencia de la cuántica, se encarga de desarrollar algoritmos resistentes a ataques con ordenadores cuánticos. Actualmente, se prevé que gran parte de los criptosistemas y protocolos que usamos a diario podrán descifrarse por medio de la computación cuántica. No obstante, también se estudian formas de mejorar los algoritmos actuales y desarrollar unos nuevos. Los algoritmos de cifrado más vulnerables a la criptografía cuántica son:

• RSA: uno de los algoritmos de clave asimétrica más utilizados en la computación binaria.
• Intercambio de claves con Diffie-Hellman: se utiliza para intercambiar claves privadas durante el handshake en protocolos de seguridad como el HTTPS.
• AES: el Advanced Encryption Standard es el algoritmo de cifrado por bloques que se usa como estándar en todas las comunicaciones. Será vulnerable a ataques con ordenadores cuánticos, pero los analistas han descubierto que el uso de claves del doble de largo será suficiente para restablecer su nivel de seguridad.

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