Crittpgrafia cuantica

Karen Hunter
SCI 510: Cuántico
Todd Duncan
9/12/02




Criptografía Cuántica

¡Espías, comunicación y códigos secretos! La criptografía es el arte de codificar y descodificar mensajes y ha existido desde el momento en que las personas han perdido la confianza, por lo que han buscados otras formas de comunicación segura. El propósito de la criptografía es la de transmitirinformación de manera que sólo el destinatario la pueda recibir. Aunque el campo de la criptografía es muy antiguo, no está inactivo. Las técnicas criptográficas han evolucionado a lo largo de los siglos, y con los fabricantes de códigos los cuales trabajan duro para mantenerse por delante de los descifradores de códigos y el siguiente paso importante en este proceso evolutivo puede estar a nuestroalcance. Los métodos de cifrado más comunes de hoy en día se ven amenazados por la posible creación del ordenador cuántico, pero la criptografía cuántica ya ha sido desarrollada y promete una comunicación más segura que cualquier otra técnica existente y no puede verse comprometida por los ordenadores cuánticos.
La criptografía cuántica aprovecha el comportamiento único e inusual deobjetos microscópicos que permiten a los usuarios desarrollar de forma segura las claves secretas, así como para detectar si espionaje. Aunque el trabajo en criptografía cuántica fue iniciada por Stephen J. Wiesner a finales de 1960, el primer protocolo para el envío de una clave privada mediante técnicas cuánticas no se publicó hasta el año 1984 por Bennett y Brassard.
El desarrollo de lacriptografía cuántica fue motivado por los incumplimientos de
los métodos clásicos de cifrado, que pueden ser clasificados como métodos de "clave pública" o "clave secreta"
El cifrado de clave pública se basa en la idea de una caja fuerte con dos llaves: una llave pública para bloquear la caja fuerte y una clave privada para abrirlo (Ford, 2002; Ekert, 1995). En el uso de este método,cualquier persona puede enviar un mensaje desde la clave pública ya que se utiliza para cifrar los mensajes, pero sólo alguien con la clave privada puede descifrar los mensajes. Ya que las claves de encriptación y desencriptación son diferentes, no es necesario distribuir de forma segura una clave. La seguridad de cifrado de clave pública depende de la dificultad de ciertas operaciones matemáticas, talescomo factorizar números primos muy grandes. (Ford, 2002).
Hay dos problemas con la seguridad basándose en la dificultad de problemas matemáticos. El primer problema es que la dificultad de los problemas matemáticos se asume y no se comprueban, toda la seguridad se desvanecerá si los algoritmos de factorización eficientes se descubren. El segundo problema es la amenaza de los ordenadorescuánticos, ya que la capacidad teórica de los ordenadores cuánticos para procesar esencialmente grandes cantidades de información en paralelo eliminaría la barrera del tiempo para factorizar números grandes, por lo tanto, el cifrado de clave pública, aunque es seguro por el momento, se enfrenta a una seria amenaza al mismo tiempo que la informática cuántica se acerca a la realidad. Actualmente,este método todavía se utiliza ampliamente, sobre todo para el cifrado de la información financiera a través de Internet.
El cifrado de clave secreta requiere en primer lugar, que dos usuarios desarrollen y compartan de forma segura una clave secreta, que es una larga cadena de bits escogidos al azar. (Ekert, 1995). Luego los usuarios utilizan la clave secreta junto con algoritmos públicospara cifrar y descifrar mensajes. Los algoritmos son muy complejos, y pueden ser diseñados de tal manera que cada bit de salida depende de cada bit de entrada (Ford, 2002). Supongamos que una clave de 128 bits se utiliza, "suponiendo que la fuerza bruta, junto con un cierto paralelismo, se emplea y el mensaje cifrado debe ser seguro: mil millones de ordenadores que hacen mil millones de...