El método de cifrado para el intercambio de claves permite que la comunicación a prueba de toque se defienda las futuras amenazas de tecnología cuántica

Las computadoras cuánticas son un espectro para la seguridad de los datos futuros porque podrían romper muchos de los métodos de cifrado de hoy. Entre otras cosas, esto afectará los correos electrónicos cifrados, los servicios de mensajería o la banca en línea. Junto con los socios, los investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado un método que puede proteger de manera confiable la comunicación de Internet actual de las amenazas de tecnología cuántica del mañana.

El problema es que «el rápido progreso en el desarrollo de computadoras cuánticas es una amenaza para la seguridad de los datos y la comunicación cifrada», dice Laurent Schmalen, profesor del Laboratorio de Ingeniería de Comunicaciones de Kit. «Esto se debe a que los métodos de cifrado habituales se basan en el hecho de que es extremadamente difícil dividir grandes números en sus factores primos, es decir, números que solo pueden dividirse por uno y ellos mismos».

El experto explica que este proceso es extremadamente engorroso y requiere mucho tiempo para las computadoras convencionales, pero no para las computadoras cuánticas. «Y una vez que conozca los factores principales de un gran número, puede romper el cifrado».

Los métodos tradicionales protegen contra futuros ataques

Sin embargo, es posible defenderse de los ataques cuánticos con la criptografía tradicional, utilizando el cifrado simétrico. Para hacerlo, ambas partes necesitan intercambiar una clave virtual antes de establecer la conexión encriptada para que los datos transmitidos puedan descifrar más adelante. Este es un método a prueba de tap, pero hasta ahora, requiere equipos complejos y costosos.

El nuevo método, sin embargo, funciona exclusivamente con hardware convencional. «Pudimos realizar el intercambio de claves cuánticas con hardware estándar como se usa en la comunicación de fibra óptica, como las conexiones de fibra óptica en hogares y apartamentos, en lugar de confiar en equipos especiales costosos», dice Schmalen. Sobre esta base, el uso universal de la tecnología debería ser posible dentro de los cinco años. «De esta manera, podemos hacer que la red global de telecomunicaciones sea a prueba de tap».

Demostración exitosa

El equipo del proyecto demostró recientemente el proceso en tiempo real en el LMU Munich. Se realizó una transmisión de video protegida por el intercambio de claves cuánticas a través de una conexión de fibra óptica en el campus. Para este propósito, los investigadores del kit desarrollaron algoritmos de correspondencia clave innovadores. Estos aseguran que ambas partes que desean establecer una conexión encriptada tengan una clave idéntica, mientras que la conexión aún es a prueba de toque.

«Nuestros nuevos algoritmos para la coincidencia clave son un paso decisivo para garantizar la comunicación a prueba de toque. Se adaptan dinámicamente a las condiciones cambiantes y evitan que los atacantes obtengan información del intercambio de claves», explica Schmalen.

Tobias Fehenberger, director de I + D de Adva Network Security, agrega: «Nuestro proyecto es un hito significativo en el desarrollo de un cifrado seguro de cantidad cuántica. La validación exitosa de un sistema modular de alto rendimiento demuestra que la seguridad cuántica basada en componentes disponibles comercialmente y una arquitectura abierta está lista para usar en la práctica».