¿Ha muerto la criptografía cuántica?

Yo, que me quería dedicar a la Criptografía Cuántica, veo como el Doctor Laszlo Kish, en su búsqueda de un sistema igualmente seguro, pero mucho más económico y sin tantas limitaciones, tira por tierra todas mis esperanzas de hacer dinero con ello ;-).

Laszlo, que trabaja como profesor asociado del “Department of Electrical and Computer Engineering at Texas A&M”, ha desarrollado un sistema, basado en la física tradicional (simplemente en la corriente y la tensión) que según comenta en su artículo, puede mantener a raya los que intenten conocer nuestros secretos...

Su sistema utiliza el ruido Johnson (también conocido como ruido térmico) y las Leyes de Kirchoff, para mantener seguras las comunicaciones que se produzcan a través del canal. En resumen, su sistema es casi tan sencillo como poner un par de resistencias a cada lado de la línea de comunicaciones y usar el ruido electrónico que generan para mantener el mensaje en secreto. Todo es muy sencillo, generadores de tensión e intensidad constante, conmutadores de alta velocidad, medidores de relación señal/ruido, medidores de tensión y voltaje, etc. En definitiva, está inventado todo lo necesario y es fácil y económico de construir, hasta por un aficionado a la electrónica,. Con ello, nada nos impide que fabriquemos nuestro sistema personal de comunicaciones seguras basado en ruido térmico. Veamos esto con más detalle.

Supongamos una línea de comunicaciones basada en un par de cobre, que conecta dos equipos de comunicación. A cada extremo de la línea, ponemos dos resistencias con un valor distinto que se conectan, de forma aleatoria, entre los extremos del cable y la masa. El uso del ruido térmico natural producido por las resistencias, proporcionan la cobertura necesaria para hacer muy complicado descubrir el mensaje. Mientras que se encuentra abierta la línea de comunicaciones, tanto el emisor como el receptor, monitorizan la relación señal/ruido y la corriente a través de la línea. Si tanto el emisor como el receptor usan una resistencia de valor elevado (valor 1), las fluctuaciones en la tensión, o lo que es lo mismo, el ruido Johnson, tendrá también un valor elevado, mientras que las fluctuaciones serán de pequeño valor, si las resistencias son pequeñas (valor 0) y como es lógico, se producirán valores intermedios, cuando se use una resistencia de poco valor en un extremo y otra de elevado valor en el otro. Como es lógico, el receptor y el emisor, en su extremo respectivo, saben perfectamente la resistencia que están conectando a la línea en cada momento, y por lo tanto pueden decodificar el mensaje sin problemas, al poder determinar, mediante las leyes de Kirchoff, el valor de la resistencia que ha sido conectada al otro lado de la línea. La cosa no puede ser más simple ¿no?.

Cualquier persona que intente espiar la línea, podrá medir el ruido presente en cada momento, pero poco más, los valores intermedios de ruido, que se producen cuando se usa una resistencia de pequeño valor en un extremo y otra de elevado valor en el otro, mantienen las comunicaciones seguras. Como tanto el receptor como el emisor, utilizan resistencias de distinto valor, el espía no podrá determinar la posición en la que se encuentra la resistencia, es decir, no puede saber si es el emisor o el receptor, el que está usando la resistencia de elevado valor en el extremo de la línea. La única forma de determinar el lugar en el que se está usando la resistencia de elevado valor, es inyectando una corriente en la línea de comunicaciones y medir los cambios en la tensión y en el voltaje, pero de forma independiente, en las dos direcciones. Como es lógico, al modificar el valor de la intensidad en cada lado de la linea, se pondría al descubierto el espía, en el mismo momento que intentase decodificar el primer bit de la transmisión. Una vez descubierto, bastaría con detener la transmisión de datos para mantenerlos seguros... Creo que un bit no es información suficiente, más sencillo imposible.

Está claro que este sistema, que a priori parece más que plausible, es mucho menos costoso de poner en funcionamiento que uno basado en efectos cuánticos, que además, tiene serias limitaciones en la distancia y otros problemas asociados al canal cuántico. Es más, el sistema de Lazslo, es más efectivo que los sistemas cuánticos a la hora de detectar intrusos ya que, en estos últimos, es necesario transmitir varios cientos de bits, antes de poder aplicar la función de probabilidad que nos permite detectar a un espía en la línea.

Lo curioso es que el ruido térmico no es más que una manifestación física de un efecto cuántico, es decir, el aumento del movimiento de los electrones con la elevación de la temperatura.

Me pregunto, ¿no seguirá siendo éste un sistema de criptografía cuántica?. También, no deja de ser curioso que un efecto que no es deseable en las líneas de comunicación, nos sirva para aunentar la seguridad en las mismas; paradojas tiene la vida ¿no?.

Ahora bien ¿alguno de los presentes piensa que pueda haber una función estadística aplicada a la relación señal/ruido que nos permita conocer la resistencia que hay en cada extremo, sin necesidad de inyectar una intensidad distinta para cada lado de la línea?. Por otro lado, ¿cómo afectan a nuestro sistema los cambios de temperatura a ambos lados de la línea?, es decir, ¿es imprescindible disponer de un sistema de temperatura constante para las resistencias?

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