Unha garantía de seguridade dos sistemas reais de criptografía cuántica que tamén incrementa as súas prestacións

Vigo TecnolóxicoActualidadeUnha garantía de seguridade dos sistemas reais de criptografía cuántica que tamén incrementa as súas prestacións

O artigo, asinado por Margarida Pereira e Marcos Curty, foi publicado en ‘Science Advances’

Logo de máis de 20 anos de traballo teórico, que abrangue desde o deseño de novos protocolos, ata a análise da súa seguridade, no campo da criptografía cuántica, o docente e investigador da Universidade de Vigo Marcos Curty, xunto á estudante de doutoramento do seu grupo Margarida Pereira, acaba de publicar en Science Advances o artigo titulado Quantum key distribution with correlated sources no que introduce unha técnica xeral para poder demostrar a seguridade da criptografía cuántica en presenza de calquera tipo de imperfección dos dispositivos que integran o sistema. “Así mesmo, demostramos por primeira vez a seguridade deses sistemas en presenza de correlacións arbitrarias entre os sinais emitidos. Isto permítenos demostrar a seguridade da criptografía cuántica a altas velocidades de transmisión, o que é fundamental para moitas aplicacións. En resumo, conseguimos demostrar a seguridade de sistemas reais e incrementar de xeito significativo as súas prestacións”, explica Curty.

A investigación, desenvolvida a partir dunha estancia de Margarida Pereira no grupo do profesor Kiyoshi Tamaki da Universidade de Toyama (Xapón), co que Curty colabora desde hai máis dunha década, e no que tamén participaron investigadores das empresas niponas NTT e Mitsubishi, introduce unha destacada novidade nas técnicas empregadas ata o de agora para demostrar a seguridade dos sistemas de criptografía  cuántica reais. “Fronte ás prestacións limitadas e que non teñen en conta todas as imperfeccións presentes no sistema destas técnicas, o noso traballo introduce por primeira vez unha técnica que permite considerar todas as imperfeccións dun sistema real para avaliar a súa seguridade, ademais de ofrecer prestacións significativamente mellores que as técnicas previas”, detalla o investigador de atlanTTic, que pon como exemplo a garantía de seguridade dos sistemas de criptografía cuántica a alta velocidade.

Unha tecnoloxía que permite comunicacións plenamente seguras

Fronte á criptografía convencional, de clave pública, empregada actualmente en internet para protexer a información e que unicamente pode facer fronte a un adversario con recursos computacionais limitados, a criptografía cuántica garante comunicacións seguras con independencia dos recursos computacionais dun atacante. A seguridade cuántica pódese amosar matematicamente nunha situación ideal na que todos os dispositivos que forman o sistema se comporten exactamente como deberían. Non obstante, nunha implementación real todo dispositivo é ruidoso e o seu comportamento desvíase lixeiramente do comportamento ideal, por exemplo, cando se incrementa a velocidade destes sistemas e envíanse pulsos ópticos de maior frecuencia, para poder transmitir máis información en menos tempo, créanse correlacións entre os sinais transmitidos que poden comprometer a seguridade do sistema.

“Actualmente a seguridade da criptografía cuántica só pode ser garantida fronte a certas imperfeccións dos dispositivos e para velocidades de transmisión moderadas e nós no noso estudo introducimos unha técnica xeral para poder demostrar a seguridade da criptografía cuántica en presenza de calquera tipo de imperfección nos dispositivos, ademais de demostrar, por vez primeira, a seguridade destes sistemas en presenza de correlacións arbitrarias entre os sinais emitidos”, detalla Curty, que lembra que empresas multinacionais de comunicacións xa teñen prototipos de sistemas de criptografía cuántica e que incluso xa hai algúns dispositivos comerciais. Así mesmo, nos últimos anos, xa se están a instalar redes de criptografía cuántica en Norteamérica, Asia e Europa, onde actualmente hai pequenas redes metropolitanas e está previsto o desenvolvemento dunha rede continental entre 2021 e 2030, co obxectivo de protexer comunicacións gobernamentais, infraestruturas críticas e comunicacións entre empresas.

Dúas décadas de traballo no campo da criptografía cuántica

O artigo que Curty vén de publicar xunto a Margarida Pereira en Science Advances é o último dunha carreira de máis de 20 anos de traballo en criptografía cuántica, no campo teórico, “aínda que temos numerosas colaboracións con grupos experimentais internacionais”, explica o investigador, que detalla que a súa actividade abrangue desde o deseño de novos protocolos ata a análise da súa seguridade. “Os nosos intereses inclúen tamén avaliar a seguridade das implementacións reais destes sistemas, que é a liña na que se enmarca este traballo”, cuxa publicación en Science Advances considera Curty que lle dá moita visibilidade aos seus resultados, xa que se trata dunha das publicacións de carácter multidisciplinar máis importantes “e non é sinxelo que acepten traballos exclusivamente teóricos, o que reafirma a importancia dos nosos resultados”, explica.

Máis información