Descubre los 5 protocolos más comunes de distribución de claves cuánticas, incluyendo BB84, E91 y BBM. Asegura la seguridad en las comunicaciones del futuro.
Los 5 tipos más comunes de protocolos de distribución de claves cuánticas
La distribución segura de claves es un elemento fundamental en la criptografía moderna. Con el advenimiento de la computación cuántica, han surgido nuevos protocolos de distribución de claves cuánticas que aprovechan las propiedades únicas de la mecánica cuántica para garantizar la seguridad de las comunicaciones.
1. Protocolo BB84
El protocolo BB84, desarrollado por Charles H. Bennett y Gilles Brassard en 1984, es uno de los protocolos de distribución de claves cuánticas más conocidos. Utiliza la polarización de fotones para transmitir información. En este protocolo, el remitente envía una secuencia aleatoria de fotones polarizados en cuatro direcciones diferentes, representando los bits 0 y 1. El receptor, utilizando una base de medición aleatoria, mide la polarización de los fotones recibidos y registra los resultados. Luego, el remitente y el receptor comparan públicamente las bases utilizadas y descartan las mediciones inconsistentes para obtener una clave compartida segura.
2. Protocolo E91
El protocolo E91, propuesto por Artur Ekert en 1991, utiliza la intrincación cuántica para distribuir claves. La intrincación cuántica es un fenómeno en el cual dos partículas están correlacionadas de manera inseparable, sin importar la distancia que las separe. En este protocolo, el remitente y el receptor generan pares de partículas intrincadas y miden sus propiedades. Comparando los resultados de las mediciones, pueden obtener una clave compartida segura sin necesidad de transmitir información clásica entre ellos.
Los protocolos restantes se abordarán en la segunda parte del artículo.
3. Protocolo de intercambio de claves de Bennett-Brassard-Mermin (BBM)
El protocolo BBM, desarrollado por Charles H. Bennett, Gilles Brassard y N. David Mermin, es una extensión del protocolo BB84 que utiliza la intrincación cuántica en lugar de la polarización de fotones. En este protocolo, el remitente y el receptor generan pares de partículas intrincadas y los separan. Luego, realizan mediciones en las propiedades de las partículas y comparan los resultados para obtener una clave compartida segura.
4. Protocolo de codificación cuántica de Bennett-Brassard (BB84+)
El protocolo BB84+ es una mejora del protocolo BB84 que introduce un paso adicional para detectar ataques activos durante la distribución de claves. En este protocolo, se utiliza una técnica llamada «codificación cuántica de bits aleatorios» para verificar la integridad de los fotones enviados por el remitente. Esto permite detectar cualquier intento de manipulación o interceptación de los fotones durante la transmisión, asegurando así una distribución de claves más segura.
5. Protocolo de detección de desigualdades de Bell
El protocolo de detección de desigualdades de Bell se basa en la prueba experimental de las desigualdades de Bell, que demuestran la incompatibilidad de las teorías físicas locales con los principios de la mecánica cuántica. Este protocolo utiliza la intrincación cuántica y la realización de mediciones en las propiedades de las partículas para detectar cualquier intento de interceptación o espionaje durante la distribución de claves. Al verificar la violación de las desigualdades de Bell, se asegura la seguridad de la clave compartida.
Estos son solo algunos ejemplos de los protocolos de distribución de claves cuánticas más comunes. A medida que avanza la investigación en criptografía cuántica, es probable que surjan nuevos protocolos y mejoras en los existentes, buscando proporcionar una mayor seguridad en las comunicaciones del futuro.
