Jeffery DelViscio: Cuántica y criptografía: esas son dos palabras que podrían infundir miedo en las mentes de los no iniciados. Pero en la edición de febrero de Científico americano, Tenemos una historia sobre cómo están chocando: doble golpe.
Aquí para guiarnos está Kelsey Houston-Edwards. Kelsey es matemática y periodista. Anteriormente escribió y presentó el programa en línea. Serie infinita de PBS. Y ella escribió esta historia, llamada “Las computadoras cuánticas del mañana amenazan los secretos de hoy. He aquí cómo protegerlos.”
Bienvenido a Ciencia, rápidamente, Kelsey.
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Kelsey Houston-Edwards: Gracias. Gracias por invitarme.
DelViscio: Bueno. Saltemos directamente a esta tensión cuántica matemática. ¿Por qué la computación cuántica es un problema para la criptografía?
Houston-Edwards: Entonces, la criptografía es el arte de enviar mensajes de manera que alguien en el medio no pueda leerlos, de modo que sólo el remitente y el receptor puedan leerlos. Y hay esencialmente dos maneras diferentes de hacer esto en este momento.
Y la primera es: un remitente y un receptor tienen la misma clave y la usan para bloquear y desbloquear una caja. Y el mensaje queda encerrado de forma segura en la casilla intermedia. El problema de este tipo de criptografía es que el remitente y el receptor del mensaje secreto necesitan tener la misma clave de antemano. No funciona si el emisor y el receptor nunca han hablado antes.
Entonces, si desea enviar de forma segura la información de su tarjeta de crédito a una tienda de ropa en línea con la que no tuvo contacto previo, no tiene esa clave secreta con ellos. Es necesario utilizar algo que se llama criptografía de clave pública y que se realiza de forma totalmente abierta. Y siempre se hace entre dos partes sin comunicación previa.
Y ese tipo de criptografía, en el fondo, son problemas matemáticos muy difíciles, y las computadoras cuánticas, si fueran lo suficientemente grandes, podrían resolver estos problemas matemáticos muy difíciles. Si una computadora cuántica resolviera los difíciles problemas matemáticos que están en el corazón de la criptografía de clave pública, entonces la criptografía no funcionaría. Ya no sería seguro. Y confiamos en él para enviar información en muchos, muchos, muchos contextos del mundo moderno.
DelViscio: Creo que en ese punto sobre su uso para enviar información, ya sabes, existe la criptografía de clave pública. Es una especie de sistema invisible para la mayoría de la gente. No piensas en eso. Mencionaste, ya sabes, comprar, realizar una compra en una tienda de ropa en línea.
¿Hasta qué punto llega el cifrado? ¿Qué tipo de sistemas, qué tipos? ¿Son todos datos, básicamente?
Houston-Edwards: La criptografía de clave pública está por todas partes. Está en muchos, muchos, muchos sistemas que utiliza todos los días. Pero creo que la mayoría de los criptógrafos le dirían que si la criptografía funciona bien, [don’t]—No sabes lo que está pasando.
Está sucediendo detrás de escena. Y si todo va bien, nunca sabrás lo que está pasando. Sólo cuando falla la criptografía realmente nos enteramos de ello.
Entonces, por ejemplo, cada vez que inicias una transacción en línea con tu banco o en cualquier otro lugar que sea seguro, muchos otros tipos de servicios de mensajería de video, cosas así… cada vez que la inicias, harán una transacción pública. -Transacción criptográfica clave, esencialmente, y van a intercambiar esta información privada de forma pública.
Cuando inicia sesión en su banco, también se utiliza para verificar que la información proviene de una fuente confiable. Entonces, cuando su teléfono se actualiza, cuando dice: “Descargue esta nueva actualización”, debe asegurarse de que realmente proviene de Apple o de cualquier otra empresa propietaria de su teléfono. Y la razón por la que puede estar seguro de que la información proviene de una fuente confiable es la criptografía de clave pública.
DelViscio: Básicamente, está integrado en todo lo que hacemos hoy en día.
Houston-Edwards: Sí, criptografía de clave pública que se utiliza muchas, muchas veces al día.
DelViscio: Y entonces, la perspectiva de perder esa seguridad: usted habló con un grupo de expertos en el campo sobre esto. ¿Cómo sería un mundo sin esto?
Houston-Edwards: Creo que la mayoría de los expertos no creen genuinamente que tendremos un mundo sin esta criptografía porque las computadoras cuánticas pueden romper este tipo de criptografía, pero solo computadoras cuánticas más grandes que las que tenemos ahora.
Este es un problema que plantearán las computadoras cuánticas más grandes del futuro y sabemos cómo resolverlo. De hecho, tenemos nuevos tipos o tipos alternativos; de hecho, muchos de ellos no son nuevos, sino tipos alternativos de criptografía de clave pública que las computadoras cuánticas no pueden descifrar, o al menos no sabemos cómo descifrarlas con una computadora cuántica. Entonces conocemos la solución a este problema.
Sabemos cómo cambiar nuestros sistemas para que una computadora cuántica no sea la amenaza que es. Pero cambiar los sistemas es muy, muy difícil. Hay muchas personas e instituciones trabajando para cambiar todo, pero es un proceso muy largo y lento, y la esperanza es que suceda antes de que las computadoras cuánticas realmente puedan romper nuestra criptografía.
DelViscio: Entonces, en cuanto a eso, el tipo de línea de tiempo para esto, para alguien que ha existido por suficiente tiempo, me recuerda algo que solía existir, que era una especie de espectro de interrupción masiva y colapso en el virus Y2K, que fue un problema de software en 2000 donde todas estas computadoras viejas, que, ya sabes, habían sido codificadas con la fecha con dos dígitos, no cuatro, en términos de año para ahorrar espacio porque, ya sabes, las computadoras eran grandes pero tampoco muy buenas con almacenamiento: cuando se suponía que eso pasaría al año 2000, se suponía que todo se desmoronaría.
Eso no sucedió en gran medida. Pero ahora tenemos esto llamado “Y2Q”. Entonces, ¿podrías contarnos un poco qué es eso? ¿Es simplemente una forma divertida de hablar sobre esta novedad?
Houston-Edwards: Entonces, a una empresa de seguridad de la información se le ocurrió esta idea del Y2Q (“años hasta la cuántica”) como una analogía con el Y2K.
No es tan preciso porque no sabemos cuándo llegará una computadora cuántica. Sabíamos exactamente cuándo llegaría el año 2000, pero no sabemos cuándo habrá una computadora cuántica lo suficientemente grande como para descifrar la criptografía. Pero están tratando de señalar que deberíamos esperar esa fecha, cuando sea que sea, y que deberíamos hacer todos los cambios ahora, antes de eso.
Deberíamos preocuparnos, especialmente porque existe incertidumbre sobre cuándo se construirá una computadora cuántica lo suficientemente grande, y deberíamos estar haciendo cambios ahora.
Hay una razón adicional para cambiar la criptografía ahora, antes de que surja el problema, y es que una futura computadora cuántica podría descifrar retroactivamente los mensajes que se envían ahora utilizando la criptografía estándar actual: las cosas que su computadora está haciendo en este momento.
Esto no es tan preocupante en muchas aplicaciones. Por ejemplo, si envía su número de tarjeta de crédito en línea…, si se inventa una computadora cuántica o una computadora cuántica lo suficientemente grande dentro de 20 o 30 años, probablemente tenga un número de tarjeta de crédito diferente. Así que probablemente eso no sea una preocupación. Pero los hospitales almacenan o envían registros médicos utilizando este tipo de criptografía.
Los gobiernos están enviando información de seguridad nacional, muy clasificada, utilizando este tipo de criptografía. Y esa información probablemente quieras que se mantenga en secreto durante más de 20 o 30 años. Así que es alarmante que dentro de 20 o 30 años se pueda descifrar cualquier cosa que se envíe de forma segura ahora. Por eso queremos realmente cambiar estos sistemas ahora para mantener las cosas seguras a largo plazo.
DelViscio: ¿Tiene alguna idea de dónde podría construirse una computadora como esa? ¿Está en el horizonte? ¿Hay candidatos por ahí? ¿Hay gobiernos deshonestos que construyen grandes computadoras cuánticas?
Houston-Edwards: Sí, por supuesto existe la posibilidad de que alguien, en algún lugar, tenga la computadora cuántica para resolver estos problemas. Pero eso parece muy, muy improbable. Creo que la mayoría de los expertos creen que sabríamos algo así.
Cuando preguntas a los expertos en computación cuántica: “¿Cómo será una futura computadora cuántica y cuál es la línea de tiempo?” sus respuestas son bastante variadas y a menudo incluyen mucha incertidumbre. Pero creo que la incertidumbre es parte de lo que pone nerviosos a los criptógrafos. Los criptógrafos deben prepararse para las computadoras cuánticas, e incluso los expertos en computación cuántica no pueden decir exactamente cuándo llegará y cómo.
De modo que esa incertidumbre hace que sea aún más importante abordar el tema ahora mismo.
DelViscio: Es un sistema que prácticamente sostiene nuestra sociedad digital tal como existe, por lo que probablemente sea razonable: toda precaución y preocupación ahí.
Houston-Edwards: Sí, hay movimiento para cambiar estas cosas. Por eso, ahora mismo el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) está estandarizando nuevos tipos de criptografía de clave pública, que se implementarán en el futuro en todos los sistemas. Esto puede llevar mucho tiempo, pero se implementarán, y esperamos que esos nuevos tipos de criptografía de clave pública no puedan ser descifrados por una computadora estándar o una computadora cuántica.
Pero en realidad nunca hay garantía en criptografía. Nadie sabe con certeza si son seguros. Así que siempre es un juego del gato y el ratón con la criptografía.
DelViscio: Bueno, es un tema realmente fascinante y parece increíblemente importante a largo plazo, tal vez, pero increíblemente importante para todo. Así que gracias por informar sobre ello. Es realmente fascinante. Y si desea aprender aún más sobre la criptografía cuántica en los próximos números, lea la historia de Kelsey en el Número de febrero de la revista.donde también podrás aprender más sobre “Bob”, “Alice” y los “brownies secretos”.
Voy a dejar eso ahí y dejaré que lo resuelvas: ScientificAmerican.com.
Kelsey, muchas gracias por venir al podcast y hablar con nosotros sobre ello.
Houston-Edwards: Sí, gracias por hablar conmigo.
DelViscio: Kelsey Houston Edwards es matemática y periodista. Anteriormente escribió y presentó el programa en línea PBS’s. Series infinitas. Ciencia, rápidamente Está producido por mí, Jeff DelViscio y Tulika Bose.
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