Encriptación Cuántica: Comunicación Segura Anti-Espías
La ficción alcanzada
Conceptos Clave
Encriptación es el proceso mediante el cual cierta información es cifrado de forma que el resultado sea ilegible a menos que se conozcan los datos necesarios para su interpretación (desencriptación). Es una medida de seguridad utilizada para que al momento de almacenar o transmitir información sensible.
Encriptación Cuántica refiere a la criptografía que hace uso de los principios de la física cuántica para transmitir y encriptar información.
La óptica y fotónica define un campo del conocimiento que se dedica a la generación, transmisión, detección, control y manipulación de la luz, y constituyen una de las tecnologías clave del siglo XXI principalmente en el campo de las telecomunicaciones por fibra óptica.
fotónica cúantica, refiere al campo de la física especializado en el estudio de la fotónica a partir de las bases de la física quantica.
Física Cuántica , conocida también como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia a escala muy reducida, a la escala de los quarks, partículas subatómica.
Principio de Indeterminación: En mecánica cuántica uno de los principios centrales es el denominado principio de indeterminación o incertidumbre de Heisenberg afirma que no se puede determinar, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado.
El observador modifica lo observado: Esto se relaciona con el Principio de Heisenberg, por ejemplo, si queremos medir la posición y velocidad de un electrón: para realizar tal cálculo (para poder "ver" de algún modo el electrón) es necesario que un fotón de luz choque con el electrón, con lo cual está modificando su posición y velocidad; es decir, por el mismo hecho de realizar la medida, el experimentador modifica los datos de algún modo, introduciendo un error que es imposible de reducir a cero, por muy perfectos que sean nuestros instrumentos.
La consecuencia directa de este principio, de que todo experimentador modifica o influye sobre el experimento, suele expresarse como que “el observador modifica lo observado”, la encriptación quántica se basa justamente en este principio, de tal manera que ningún mensaje encriptado cuánticamente puede ser desencriptado sin que el hehco de interceptar el mensaje sea detectado, en su versión más avanzada y ambiciosa de la criptografía cuántica, el mensaje es automáticamente destruido.
Sencillamente genial, el grial de los sistemas de encriptación, el sueño del contraespionaje, y seguramente el negocio en telecomunicaciones más caro y lucrativo desde la invención del la fibra óptica, de sumo interés para gobiernos, militares y bancos.
De la teoría a la práctica
Recientemente Físicos del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona han publicado en Physical Review Letters (la revista de ciencias físicas más importante del mundo) tres investigaciones que sientan las bases para ampliar las posibilidades de la criptografía cuántica. Las investigaciones permiten establecer hasta qué punto un canal de comunicación es seguro, cómo hay que codificar la información para obtener una seguridad máxima y qué volumen de datos se puede encriptar.
En palabras de uno de los investigadores, Antonio Acín, coautor de las investigaciones del Icfo, "los fotones se envían de dos en dos para aprovechar un extraño principio de la física cuántica llamado entrelazamiento. Dos partículas entrelazadas vienen a ser como un matrimonio: están relacionadas entre ellas incluso cuando estén separadas. Y si una de las dos partículas cambia, de manera instantánea cambia la otra. Los físicos no saben muy bien cómo ocurre, pero múltiples experimentos han confirmado que ocurre. Aquí es donde entra en juego otro extraño principio, también comprobado experimentalmente, según el cual basta con observar una partícula -en este caso, un fotón- para que sus propiedades cambien." Si A envía fotones entrelazados a B y C lee la información, las partículas que le lleguen a B habrán cambiado por el camino -concretamente, habrá cambiado lo que los físicos llaman el spin (*), que es la característica que se utiliza para codificar la información-. En este momento, B aún no sabrá que el mensaje que recibe no es el que le ha enviado A. Pero cuando instantes después A le envíe un segundo mensaje complementario y B lo coteje con el primero, descubrirá si un espía lo ha interceptado. "No evitamos que el espía lea la información, pero detectamos al espía inmediatamente", explica Acín.
La criptografía cuántica aprovecha las propiedades físicas de las partículas de luz o fotones para crear y transmitir mensajes binarios. El ángulo de vibración de un fotón en su viaje por el espacio, es decir, su polarización, puede ser usado para representar un cero o un uno según el sistema ideado por Charles Bennett y Gilles Brassard en 1984. Esta técnica tiene la ventaja de que cualquier intento por interceptar los fotones interferirá en su polarización y, por tanto, será detectado por quienes operan el sistema.
(*) Espín: Momento angular intrínseco de una partícula subatómica (rotación sobre su propio eje). La teoría cuántica indica que el espín sólo puede adoptar dos valores a los que se los denomina “½” y “-½”.
Sistemas de Encriptación Cuántica en Funcionamiento
En abril de 2005, la empresa Suiza Identificación Quantique introdujo el sistema Vectis, su producto de segunda generación de QC. Este sistema cifra información a través de líneas de acoplamiento del tipo Point-to-Point (punto a punto, es decir de un lugar X a uno Z, predeterminados e independientes de la red inalambrica o telefónica) mediante la utilización de un cable independiente de fibra óptica.
El Vectis puede transmitir hasta un Megabits de datos por segundo a una distancia de 100 km, y el costo del equipo es de 100.000 euros.
Vectis Encriptador Cuántico de la Empresa Suiza Id Quantique
La compañía introdujo su primer producto de QC en 2001. Se trataba del Clavis Quantum 300, esta herramienta apuntaba principalmente al campo de la investigación y experimentación en la criptografía cuántica y la transmisión de datos por fotones vía fibra óptica.
Comentario marginal: que maravilloso ¿no? una empresa que crea un producto de vanguardia destinado a comercializarlo dentro de la comunidad científica, en un campo de la física y las comunicaciones que recien a comenzado a ser explorado hace menos de cinco años. Vender maquinas-herramientas de investigación super-avanzadas como quien vende un mechero bunsen...
Sencillamente M-A-R-A-V-I-L-L-O-S-O
¿Por que de la Criptografía Cuántica? Por tres razones:
1) Se estima que en 10 años estarán operativas las primeras computadoras cuánticas, capaces de realizar trillones de operaciones matemáticas por segundo, lo que trasnformara a TODOS los actuales sistemas de encriptación en obsoletos, un segundo después de que la primer PC Quántum empiece a funcionar.
2) Por la dependencia creciente e imparable que el sistema financiero tiene, y que se incrementará en los próximos años, alas redes de transmisión de información, ya sea por el comercio electrónico, transacciones por tarjetas de crédito y débito (fin de la moneda en papel), etc.
3) Seguridad y Ciberterrorismo, es por eso que hoy día existen dos ambiciosos proyectos, uno norteamericano en el laboratorio de Los Alamos, que ha reunido un extraordinario equipo conformado por los científicos norteamericanos más prestigiosos; y un segundo equipo conformado por los cerebros del CERNS de la CEE.
Fuentes:
http://www.idquantique.com/
http://www.icfo.es/index.php?sectio...oject&project_id=32&nick=Quantum Cryptography
http://www.textoscientificos.com/criptografia/cuantica
http://www.clarin.com/diario/2005/04/01/conexiones/t-948762.htm
La ficción alcanzada
Conceptos Clave
Encriptación es el proceso mediante el cual cierta información es cifrado de forma que el resultado sea ilegible a menos que se conozcan los datos necesarios para su interpretación (desencriptación). Es una medida de seguridad utilizada para que al momento de almacenar o transmitir información sensible.
Encriptación Cuántica refiere a la criptografía que hace uso de los principios de la física cuántica para transmitir y encriptar información.
La óptica y fotónica define un campo del conocimiento que se dedica a la generación, transmisión, detección, control y manipulación de la luz, y constituyen una de las tecnologías clave del siglo XXI principalmente en el campo de las telecomunicaciones por fibra óptica.
fotónica cúantica, refiere al campo de la física especializado en el estudio de la fotónica a partir de las bases de la física quantica.
Física Cuántica , conocida también como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia a escala muy reducida, a la escala de los quarks, partículas subatómica.
Principio de Indeterminación: En mecánica cuántica uno de los principios centrales es el denominado principio de indeterminación o incertidumbre de Heisenberg afirma que no se puede determinar, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado.
El observador modifica lo observado: Esto se relaciona con el Principio de Heisenberg, por ejemplo, si queremos medir la posición y velocidad de un electrón: para realizar tal cálculo (para poder "ver" de algún modo el electrón) es necesario que un fotón de luz choque con el electrón, con lo cual está modificando su posición y velocidad; es decir, por el mismo hecho de realizar la medida, el experimentador modifica los datos de algún modo, introduciendo un error que es imposible de reducir a cero, por muy perfectos que sean nuestros instrumentos.
La consecuencia directa de este principio, de que todo experimentador modifica o influye sobre el experimento, suele expresarse como que “el observador modifica lo observado”, la encriptación quántica se basa justamente en este principio, de tal manera que ningún mensaje encriptado cuánticamente puede ser desencriptado sin que el hehco de interceptar el mensaje sea detectado, en su versión más avanzada y ambiciosa de la criptografía cuántica, el mensaje es automáticamente destruido.
Sencillamente genial, el grial de los sistemas de encriptación, el sueño del contraespionaje, y seguramente el negocio en telecomunicaciones más caro y lucrativo desde la invención del la fibra óptica, de sumo interés para gobiernos, militares y bancos.
De la teoría a la práctica
Recientemente Físicos del Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) de Barcelona han publicado en Physical Review Letters (la revista de ciencias físicas más importante del mundo) tres investigaciones que sientan las bases para ampliar las posibilidades de la criptografía cuántica. Las investigaciones permiten establecer hasta qué punto un canal de comunicación es seguro, cómo hay que codificar la información para obtener una seguridad máxima y qué volumen de datos se puede encriptar.
En palabras de uno de los investigadores, Antonio Acín, coautor de las investigaciones del Icfo, "los fotones se envían de dos en dos para aprovechar un extraño principio de la física cuántica llamado entrelazamiento. Dos partículas entrelazadas vienen a ser como un matrimonio: están relacionadas entre ellas incluso cuando estén separadas. Y si una de las dos partículas cambia, de manera instantánea cambia la otra. Los físicos no saben muy bien cómo ocurre, pero múltiples experimentos han confirmado que ocurre. Aquí es donde entra en juego otro extraño principio, también comprobado experimentalmente, según el cual basta con observar una partícula -en este caso, un fotón- para que sus propiedades cambien." Si A envía fotones entrelazados a B y C lee la información, las partículas que le lleguen a B habrán cambiado por el camino -concretamente, habrá cambiado lo que los físicos llaman el spin (*), que es la característica que se utiliza para codificar la información-. En este momento, B aún no sabrá que el mensaje que recibe no es el que le ha enviado A. Pero cuando instantes después A le envíe un segundo mensaje complementario y B lo coteje con el primero, descubrirá si un espía lo ha interceptado. "No evitamos que el espía lea la información, pero detectamos al espía inmediatamente", explica Acín.
La criptografía cuántica aprovecha las propiedades físicas de las partículas de luz o fotones para crear y transmitir mensajes binarios. El ángulo de vibración de un fotón en su viaje por el espacio, es decir, su polarización, puede ser usado para representar un cero o un uno según el sistema ideado por Charles Bennett y Gilles Brassard en 1984. Esta técnica tiene la ventaja de que cualquier intento por interceptar los fotones interferirá en su polarización y, por tanto, será detectado por quienes operan el sistema.
(*) Espín: Momento angular intrínseco de una partícula subatómica (rotación sobre su propio eje). La teoría cuántica indica que el espín sólo puede adoptar dos valores a los que se los denomina “½” y “-½”.
Sistemas de Encriptación Cuántica en Funcionamiento
En abril de 2005, la empresa Suiza Identificación Quantique introdujo el sistema Vectis, su producto de segunda generación de QC. Este sistema cifra información a través de líneas de acoplamiento del tipo Point-to-Point (punto a punto, es decir de un lugar X a uno Z, predeterminados e independientes de la red inalambrica o telefónica) mediante la utilización de un cable independiente de fibra óptica.
El Vectis puede transmitir hasta un Megabits de datos por segundo a una distancia de 100 km, y el costo del equipo es de 100.000 euros.
Vectis Encriptador Cuántico de la Empresa Suiza Id Quantique
La compañía introdujo su primer producto de QC en 2001. Se trataba del Clavis Quantum 300, esta herramienta apuntaba principalmente al campo de la investigación y experimentación en la criptografía cuántica y la transmisión de datos por fotones vía fibra óptica.
Comentario marginal: que maravilloso ¿no? una empresa que crea un producto de vanguardia destinado a comercializarlo dentro de la comunidad científica, en un campo de la física y las comunicaciones que recien a comenzado a ser explorado hace menos de cinco años. Vender maquinas-herramientas de investigación super-avanzadas como quien vende un mechero bunsen...
Sencillamente M-A-R-A-V-I-L-L-O-S-O
¿Por que de la Criptografía Cuántica? Por tres razones:
1) Se estima que en 10 años estarán operativas las primeras computadoras cuánticas, capaces de realizar trillones de operaciones matemáticas por segundo, lo que trasnformara a TODOS los actuales sistemas de encriptación en obsoletos, un segundo después de que la primer PC Quántum empiece a funcionar.
2) Por la dependencia creciente e imparable que el sistema financiero tiene, y que se incrementará en los próximos años, alas redes de transmisión de información, ya sea por el comercio electrónico, transacciones por tarjetas de crédito y débito (fin de la moneda en papel), etc.
3) Seguridad y Ciberterrorismo, es por eso que hoy día existen dos ambiciosos proyectos, uno norteamericano en el laboratorio de Los Alamos, que ha reunido un extraordinario equipo conformado por los científicos norteamericanos más prestigiosos; y un segundo equipo conformado por los cerebros del CERNS de la CEE.
Fuentes:
http://www.idquantique.com/
http://www.icfo.es/index.php?sectio...oject&project_id=32&nick=Quantum Cryptography
http://www.textoscientificos.com/criptografia/cuantica
http://www.clarin.com/diario/2005/04/01/conexiones/t-948762.htm
