Siempre que necesitemos comunicarnos en secreto, se necesita una clave criptográfica. Para que esta clave funcione, debe constar de números elegidos al azar sin ninguna estructura, todo lo contrario a usar la fecha de nacimiento de nuestra mascota favorita. Pero, paraun ser humano, es extremadamente difícil elegir sin crear ningún sesgo, incluso golpeando el teclado de manera caótica. Para resolver este problema, investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, han desarrollado un nuevo generador de números aleatorios basado en los principios defísica cuántica. Esta teoría física, llena de fenómenos que van en contra de nuestro sentido común, muestra que ciertos eventos físicos ocurren perfectamente al azar, lo que los hace imposibles de predecir. A diferencia de los métodos anteriores, el nuevo sistema permite al usuario verificar la confiabilidad delnúmeros aleatorios que genera en tiempo real. Este trabajo, para aparecer en la revista científica Revisión física aplicada , complicará enormemente las tareas de los piratas informáticos que ya no pueden explotar el sesgo resultante de la falibilidad humana o posibles imperfecciones en los dispositivos existentes.
Para generar una buena clave criptográfica, se debe alternar aleatoriamente entre 0 y 1, los valores de los llamados bits que forman la unidad básica de información en dispositivos digitales como las computadoras. Sin embargo, cuando los humanos intentamos generar una secuencia denúmeros que creemos que son aleatorios, siempre termina siendo en parte predecible, como lo revelan los estudios de comportamiento y las estadísticas. Además, además de tener una comprensión pobre de la aleatoriedad, el cerebro humano también es mucho más lento que las máquinas, que pueden generar millonesde números por segundo. Esto les da a los piratas informáticos la oportunidad de descifrar contraseñas, que el usuario pensó que eran seguras.
La física cuántica como clave de seguridad
Durante los últimos veinte años, los investigadores han recurrido a la física cuántica, caracterizada por sus procesos completamente aleatorios e impredecibles, para desarrollar nuevas técnicas criptográficas y, en particular, la generación de números aleatorios ". Envíe un fotón una partícula de luz aun espejo semitransparente. O se transmite a través del espejo o se refleja. Pero es imposible, incluso en principio, predecir de antemano cuál de estos dos comportamientos adoptará. Esta es la idea básica detrás de la generación cuántica de números aleatorios"explica Nicolas Brunner, profesor del Departamento de Física Aplicada de la Facultad de Ciencias de la UNIGE y responsable de los aspectos teóricos de la nueva investigación. Hoy en día se encuentran disponibles comercialmente potentes generadores cuánticos de números aleatorios. Sin embargo, una limitación de los dispositivos existentes es queEs imposible que el usuario verifique de forma independiente que los números generados son de hecho genuinamente aleatorios y no, por ejemplo, compuestos por dígitos.de π.El usuario debe confiar en que el dispositivo y por lo tanto su fabricante funcionará correctamente, incluso después de años de uso.Entonces, tiene sentido preguntarse si los sistemas actuales podrían mejorarse desde este punto de vista.
Un nuevo generador de números aleatorios de autoprueba
"Queríamos crear un dispositivo que pueda ser probado continuamente para asegurar que funcione correctamente en todo momento y así garantizar que los números aleatorios generados sean confiables", dice Nicolas Brunner. Para lograrlo, los físicos de UNIGE han desarrollado un "auto-probando "generador cuántico de números aleatorios, que permite al usuario verificar en tiempo real que el aparato funciona de manera óptima y entrega números aleatorios insesgados". El generador debe resolver una tarea para la que lo hemos calibrado. Si las tareas se resuelven correctamente, la salidaSe garantiza que los números sean aleatorios. Si el aparato no encuentra la solución correcta, la aleatoriedad no está garantizada y el usuario debe recalibrar el dispositivo. Esto evita el riesgo de utilizar números con poca o ninguna aleatoriedad, por ejemplo, para generar contraseñas., que luego el hacker podría descifrar ", señala con entusiasmo el profesor Hugo Zbinden. Ha sido responsable de los aspectos experimentales de la investigación. De hecho, el nuevo generador permitemedir con precisión la calidad de los números aleatorios de salida.Los números perfectamente aleatorios se pueden destilar y usar para aplicaciones de seguridad, como generar contraseñas que sean seguras contra la piratería.
El generador de números aleatorios cuánticos de autocomprobación permitirá que la seguridad de las contraseñas y los protocolos criptográficos aumente un poco más. Aquí, la seguridad está garantizada por las leyes de la física en sí, y no por las limitaciones tecnológicas de los piratas informáticos. Esta investigación,realizado por físicos de la UNIGE permite una mejor comprensión de la aleatoriedad cuántica, así como su uso en tecnología de la información.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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