¿Qué es la criptografía cuántica?

La criptografía cuántica es una forma de criptografía que se basa en los principios de la mecánica cuántica para proteger los datos y detectar las escuchas. Como todas las formas de criptografía, la criptografía cuántica es potencialmente rompible, pero en teoría es extremadamente confiable, lo que podría hacerla adecuada para datos muy sensibles. Desafortunadamente, también requiere la posesión de algunos equipos muy especializados, lo que podría dificultar la propagación de la criptografía cuántica.

La criptografía implica el intercambio de mensajes codificados. El remitente y el destinatario tienen la capacidad de decodificar los mensajes, determinando así el contenido. La clave y el mensaje generalmente se envían por separado, ya que uno es inútil sin el otro. En el caso de la criptografía cuántica, o la distribución de claves cuánticas (QKD) como a veces se conoce, la mecánica cuántica está involucrada en la generación de la clave para hacerla privada y segura.

La mecánica cuántica es un campo extremadamente complejo, pero lo importante que se debe saber al respecto en relación con la criptografía es que la observación de algo causa un cambio fundamental en él, que es clave para la forma en que funciona la criptografía cuántica. El sistema implica la transmisión de fotones que se envían a través de filtros polarizados y la recepción de los fotones polarizados en el otro lado, con el uso de un conjunto correspondiente de filtros para decodificar el mensaje. Los fotones son una excelente herramienta para la criptografía, ya que se les puede asignar un valor de 1 o 0 dependiendo de su alineación, creando datos binarios.

El remitente A comenzaría el intercambio de datos enviando una serie de fotones polarizados aleatoriamente que podrían polarizarse rectilíneamente, causando una orientación vertical u horizontal, o diagonal, en cuyo caso el fotón se inclinaría de una forma u otra. Estos fotones llegarían al receptor B, que usaría una serie de filtros rectilíneos o diagonales asignados al azar para recibir el mensaje. Si B usara el mismo filtro que A para un fotón en particular, la alineación coincidiría, pero si no lo hiciera, la alineación sería diferente. Luego, los dos intercambiarían información sobre los filtros que usaban, descartando fotones que no coincidían y conservando los que sí lo hicieron para generar una clave.

Cuando los dos intercambian información para generar una clave compartida, pueden estar revelando los filtros que usan, pero no revelan la alineación de los protones involucrados. Esto significa que esta información pública no se puede usar para decodificar el mensaje, ya que un espía carecería de una parte crítica de la clave. Más críticamente, el intercambio de información también revelaría la presencia de un espía, C. Si C quiere espiar para obtener la clave, deberá interceptar y observar los protones, alterándolos y alertando a A y B del presencia de un espía. Los dos simplemente pueden repetir el proceso para generar una nueva clave.

Una vez que se genera una clave, se puede usar un algoritmo de cifrado para generar un mensaje que se puede enviar de forma segura a través de un canal público, ya que está cifrado.