Expertos aseguran que las computadoras cuánticas acabarán con la criptografía tradicional

Ciencia tecnología e innovación El Mundo Al Instante 01 de noviembre de 2020
QuantumComp

Gracias a las técnicas criptográficas podemos enviar mensajes cifrados por canales inseguros, pero el avance tecnológico de las computadoras cuánticas podría llegar a dejarlas obsoletas.

Alicia le manda a Bernardo una caja con un candado abierto. Bernardo mete su mensaje en la caja, cierra el candado y se lo devuelve a Alicia. Nadie puede abrir la caja, nadie puede leer el mensaje. Excepto Alicia, claro, que tiene la llave del candado. En este ejemplo la caja sería la clave pública y la llave de Alicia sería la clave privada (la criptografía que usa dos claves se llama asimétrica, en contraste con la que usa solo una, que se llama simétrica). Para descifrar un mensaje es necesario conocer ambas. Este es uno de los métodos más comunes en la criptografía convencional que apuntala hoy en día nuestro mundo digital.

Una de las formas en las que se protegen estas dos claves es mediante la factorización. Multipliquen ustedes el número 3 y el 5. El resultado es 15. Fácil. Hagámoslo ahora al revés: ¿qué dos números hay que multiplicar para obtener 15? También es fácil: 3 y 5. Un cerebro humano del montón, con nociones de aritmética básica, lo resuelve en un instante. Este proceso es la factorización: cualquier número entero puede descomponerse en números primos (los primos son como los átomos de los números).

Pero ahora imagínense que les dan un número enorme, de 400 dígitos. ¿Qué números hay que multiplicar para obtener ese número largo como una longaniza? Eso ya no es tan fácil. “Los recursos necesarios para ese cálculo aumentan exponencialmente con el tamaño de la clave”, explica Vicente Martín, director del Centro de Simulación Computacional de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Ahora ya no hay cerebro humano que valga. Y es difícil hasta para las computadoras. Una clave de 1024 bits puede tardar en encontrarse miles de años. Es posible, sí, pero no en tiempos razonables.

¿Acabarán las computadoras cuánticas con la criptografía tradicional?

El problema de la factorización de números enteros grandes se utiliza para cifrar información, se usa en nuestra vida cotidiana, por ejemplo, para proteger las tarjetas de crédito o las compras por Internet. El sistema RSA, creado en 1977, es el primero y más utilizado basado en la factorización. Otros de los métodos más comunes son los que utilizan curvas elípticas o logaritmos discretos. “Este tipo de criptografía se basa en resolver problemas matemáticos que son muy complejos”, explica Antonio Acín, profesor de investigación Icrea del Instituto de Ciencias Fotónicas de Castelldefels (IFCO). Como las computadoras cada vez son más potentes, es preciso utilizar cada vez números más largos. En el fondo, se trata de un problema matemático que solo necesita más potencia de computación. Es decir, según avanza la tecnología, la seguridad es cada vez menor.

La computadora cuántica

Pero nos encontramos ante un cambio de paradigma: la computadora cuántica, que ya conoce sus primeras versiones (de hasta 128 qubits, donde el qubit es el bit cuántico que no es un 1 o un 0, como el bit clásico, sino que puede ser ambos a la vez). Si una computadora actual tardaría en factorizar un número largo el tiempo de vida del universo desde el Big Bang hasta ahora, una computadora cuántica lo suficientemente avanzada, muchísimo más potente, podría hacerlo en un tiempo razonable, de modo que la seguridad de nuestras tarjetas bancarias, nuestros DNI electrónicos o nuestros bitcoins estarían en un brete. Romper los sistemas de cifrado puede poner el mundo patas arriba. Un ejemplo histórico es el del matemático Alan Turing, pionero de la informática, que consiguió romper el código de la máquina Enigma que los nazis utilizaban para encriptar sus comunicaciones. Se calcula que ahorró dos años de guerra y salvó decenas de miles de vidas.

Es cierto que las computadoras cuánticas todavía están en las primeras etapas de su desarrollo. “Pero hay datos que conviene mantener secretos durante largo tiempo. Por ejemplo, los historiales sanitarios: si una computadora cuántica se desarrolla completamente en 20 años, entonces dejarían de ser seguros”, dice Martín. “Hay que empezar a trabajar ahora para tener tiempo de reacción: la tecnología no se cambia de la noche a la mañana”. En efecto, los sistemas de cifrado están fuertemente imbricados en buena parte de la tecnología que utilizamos, de modo que cambiarlos puede llevar mucho tiempo e inversión. “Dada la velocidad con la que la computación cuántica está evolucionando, es posible que el mundo no tenga mucho tiempo para enfrentarse a esta nueva amenaza de seguridad”, escribe Martín Giles en el MIT Technology Review.

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