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La “Distribución Cuántica de Claves” permitirá la confidencialidad en el futuro

La revista Scientific Reports publica un artículo sobre claves cuánticas realizado por investigadores de la Facultad de Informática de la UPM y la Facultad de Matemáticas de la UCM.

Noticia. Enviado por prensa válido desde 21/05/2013 hasta 20/05/2014 (caducado)

Jesús Martínez Mateo (DMA), Vicente Martín (DLSIIS) y el Ingeniero de Telecomunicaciones-UPM David Elkouss, Doctorado por la Facultad de Informática UPM y en la actualidad PostDoc de la Facultad de Matemáticas-UCM publican un trabajo sobre distribución de claves cuánticas en la revista Scientific Reports. El trabajo, enmarcado dentro del consorcio QUITEMAD – Quantum Information Technologies MADrid, representa un avance en la destilación práctica de claves simétricas obtenidas a través de transmisiones cuánticas.

En la actualidad, la información se transmite de manera digital. Para ello, es necesario que exista una confidencialidad entre el emisor y el receptor que se consigue con el uso de claves, que sólo ellos conocen, e impide a terceros acceder a esa información. Con el avance de las tecnologías, los métodos de cifrado cada vez van siendo más complejos para protegerse de ataques cada vez más sofisticados. A pesar de ello, siguen estando basados en sistemas cuya seguridad última se fundamenta en principios no demostrados. De hecho, los esquemas utilizados en la actualidad, son vulnerables frente a ataques cuánticos. Pero la misma mecánica cuántica que provee los principios capaces de acabar con la seguridad de estos esquemas, también provee la tecnología capaz de resistir sus ataques, esta es la “Distribución Cuántica de Claves (QKD)”.

La QKD permite explotar las propiedades de la mecánica cuántica para distribuir de forma segura claves electrónicas entre emisor y receptor. La principal diferencia con la distribución tradicional de claves es que, con la versión cuántica se crean claves cuya seguridad puede ser demostrada y utilizada en métodos que, a diferencia de los usados en la actualidad, continuarán siendo seguros independientemente de los avances tecnológicos de los próximos años. La distribución cuántica está pensada para que ni siquiera los futuros ordenadores cuánticos sean capaces de descubrir las claves privadas, y por lo tanto que la información siga siendo confidencial.

A grandes rasgos, la QKD consiste en generar una clave totalmente aleatoria de una misma longitud que se use una sola vez, haciendo imposible su descifrar. El reto está en conseguir que tanto el emisor como el receptor dispongan de esa clave para descifrar el texto usándola una sola vez, existiendo para cada texto una clave aleatoria distinta. Ese reto es lo que resuelve la criptografía cuántica.

En los protocolos de QKD, siguen existiendo los pequeños errores producidos después de la parte cuántica por los dispositivos que los implementan, ya que éstos no son perfectos. Dichos errores se corrigen enviando información adicional para conseguir una cierta redundancia que permita al receptor corregir esos errores. Ésta información adicional tiene como contrapartida reducir la clave secreta entre ambas partes. El objetivo, por tanto, es corregir dichos errores, para que el protocolo sea lo más eficiente posible y se conozca lo mínimo, para no hacer desaparecer la clave.

La Distribución cuántica de Claves se ha utilizado principalmente en demostraciones y otros casos prácticos. En 2008 y 2010 se construyeron dos grandes redes en Viena y Tokyo. En Suiza, la red SwissQuantum funciona también desde 2009 y conexiones cuánticas se utiliza regularmente para mantener la seguridad de las comunicaciones en las votaciones en el cantón de Ginebra. También se han usado en casos más puntuales, como durante el Mundial de Futbol de Sudáfrica.

En el artículo publicado en Scientific Reports: “Key Reconciliation for High Performance Quantum Key Distribution”, se habla de la eficiencia de estos sistemas QKD y del interés de usar estos códigos más cortos y menos complicados, incorporando a QKD tecnologías de correción similares a las usadas en redes WiFi y WiMAX .

 

Referencias:

http://gcc.ls.fi.upm.es/publications/srep01576.pdf

http://pendientedemigracion.ucm.es/info/tribunacomplutense/Tribuna135/#/38-39/

http://www.quitemad.org

 

 

 

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