La criptografía clásica está a punto de caer: científicos chinos han logrado vulnerarla con un ordenador cuántico

Los expertos en computación cuántica saben desde hace varios años que este momento llegaría. Uno de ellos, Juan José García Ripoll, un investigador del Instituto de Física Fundamental del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) que desarrolla su actividad investigadora dentro del grupo de Información cuántica y fundamentos de teoría cuántica, nos lo advirtió durante la conversación que mantuvimos con él en octubre de 2019. Y ese momento ya ha llegado.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Shanghái (China) liderado por el profesor Wang Chao ha utilizado un ordenador cuántico D-Wave para vulnerar con éxito el cifrado SPN (Substitution-Permutation Network), que es un algoritmo criptográfico que se utiliza para cifrar información. Este cifrado es la piedra angular de, por ejemplo, el estándar AES (Advanced Encryption Standard), que se utiliza muchísimo. Estos científicos han publicado el resultado de su investigación en un interesante artículo titulado "Algoritmo de ataque criptográfico de clave pública basado en procesado cuántico con la ventaja de D-Wave".

Curiosamente, el profesor Wang Chao y su equipo han utilizado dos estrategias para llevar a cabo su ataque a los algoritmos criptográficos. La primera de ellas consiste a grandes rasgos en entregar al ordenador cuántico la combinación de un problema de optimización y otro de búsqueda. Las máquinas cuánticas son muy eficaces a la hora de resolver estos desafíos. Y la segunda estrategia consiste en combinar el algoritmo de Schnorr, el redondeo de Babai y un método cuántico de optimización. En cualquier caso, lo más interesante es que estos científicos chinos han concluido que AES-256 y otros algoritmos de cifrado de grado militar están más cerca que nunca de ser vulnerados.

Se está trabajando en la solución desde hace varios años

Durante mi conversación con Juan José García Ripoll no dejé escapar la oportunidad de preguntarle qué sucedería cuando los ordenadores cuánticos fuesen capaces de vulnerar las tecnologías de cifrado más avanzadas que utilizamos actualmente. Como acabamos de ver, ese momento parece estar ya muy cerca, por lo que merece la pena que recuperemos la respuesta que me dio este investigador del CSIC. Lo que nos explica dibuja con claridad cómo será el futuro hacia el que nos dirigimos.

"En principio los ordenadores cuánticos sí harán vulnerables los algoritmos de cifrado que utilizamos. Por esta razón hay un área de investigación en matemática y criptografía que es la criptografía resistente a ordenadores cuánticos. Es un campo de trabajo muy difícil y [hay gente que me discutirá esto] todavía no hay resultados «serios» que den una solución única. La alternativa al hecho de que muchos códigos se puedan romper con ordenadores cuánticos es utilizar los sistemas cuánticos para la criptografía. Consiste, por ejemplo, en utilizar los sistemas cuánticos para generar claves privadas en distintos puntos del planeta enviando fotones entrelazados a distintos puntos, como ha hecho China con su satélite Micius", apunta Ripoll.

"Europa también se ha puesto en marcha con una iniciativa que se llama European Union Quantum Communication Initiative, en la que participa España, para crear redes de criptografía cuántica para infraestructuras, pero en el futuro pueden terminar siendo comerciales y consolidándose como un accesorio para hacer más seguras las comunicaciones. Quizá esta es una de las tecnologías que tienen un grado de madurez más alto; de hecho, es comercial desde hace mucho tiempo. En cualquier caso, la criptografía cuántica puede proporcionar una solución práctica a este tipo de preguntas", concluye Juan José García Ripoll. Es evidente que nos encontramos en un momento de impasse en el que los ordenadores cuánticos van a ir adquiriendo más relevancia a medida que sus capacidades se vayan desarrollando. Y la criptografía es tan solo uno de los escenarios que van a revolucionar.

Imagen | IBM

Más información | Chinese Journal of Computers

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