Unha investigación da UVigo certifica a seguridade dos sistemas de criptografía cuántica e fai medrar a súas prestacións

Marcus Curty, docente e investigador da Universidade de Vigo, xunto a Margarida Pereira, estudante de doutoramento do seu grupo, veñen de publicar en Science Advances o artigo titulado Quantum key distribution with correlated sources, no que introducen unha técnica xeral para poder demostrar a seguridade da criptografía cuántica en presenza de calquera tipo de imperfección dos dispositivos que integran o sistema. A investigación ten ás súas costas os máis de 20 anos de labor teórico de Curty, que abrangue desde o deseño de novos protocolos, ata a análise da súa seguridade, no eido da criptografía cuántica.
Neste decisivo traballo Curty e Pereira demostran por vez primeira a seguridade deses sistemas en presenza de correlacións arbitrarias entre os sinais emitidos. “Isto permítenos dar conta da seguridade da criptografía cuántica a altas velocidades de transmisión, o que é fundamental para moitas aplicacións”, explica Curty, engadindo que a investigación certifica a protección destes sistemas, con exemplos reais, e a súa capacidade para incrementar de xeito significativo as súas prestacións.
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 de Xapón 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 do Centro AtllantTIC (UVigo), que pon como exemplo a garantía de seguridade dos sistemas de criptografía cuántica a alta velocidade.
Que vantaxes pon en xogo a criptografía cuántica?
A Universidade de Vigo lembra que fronte á criptografía convencional, de clave pública, empregada actualmente en Internet para protexer a información e que só pode facer fronte a un adversario con recursos computacionais limitados, a criptografía cuántica garante comunicacións seguras con independencia dos recursos computacionais dun atacante. Este tipo de protección avanzada pódese amosar de xeito matemático nunha situación ideal na que todos os dispositivos que forman o sistema se comporten exactamente como deberían. Porén, engaden os investigadores, “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”.
No seu estudo Curty e Pereira introducen unha técnica xeral para poder demostrar a seguridade da criptografía cuántica en presenza de calquera tipo de imperfección nos dispositivos, ademais de certificar, por vez primeira, a seguridade destes sistemas en presenza de correlacións arbitrarias entre os sinais emitidos.