Cómo el cómputo cuántico rompe el internet, desde ahora.

Summary

En este video se explora cómo la computación cuántica amenaza la seguridad de la criptografía actual. Se explica cómo los avances en computadoras cuánticas podrían descifrar la encriptación de clave pública utilizada en la actualidad, como RSA, con una eficiencia exponencial. A través de ejemplos como la factorización de números grandes, se describe cómo los métodos tradicionales de encriptación son vulnerables frente a la computación cuántica. También se aborda la investigación en criptografía post-cuántica, que busca desarrollar nuevas formas de protección frente a estos futuros desafíos tecnológicos. La amenaza cuántica plantea un reto global en el campo de la seguridad digital.

Takeaways

• 😀 El almacenamiento 'ahora, desencripta luego' (SNDL) es una estrategia donde actores almacenan información cifrada con la esperanza de que, en el futuro, puedan descifrarla con computadoras cuánticas.
• 😀 Se estima que en los próximos 10 a 20 años, las computadoras cuánticas podrían ser lo suficientemente poderosas para quebrar los algoritmos de cifrado actuales, como RSA, en minutos.
• 😀 Los algoritmos de clave simétrica, que usan la misma clave para cifrar y descifrar, fueron exitosos hasta la década de 1970, pero su principal problema es compartir la clave de manera segura.
• 😀 En 1977, los científicos propusieron el algoritmo RSA, basado en la criptografía de clave pública, que usa dos números primos grandes para generar una clave pública y privada.
• 😀 Las computadoras cuánticas pueden realizar cálculos simultáneamente en una superposición de estados, lo que las hace mucho más poderosas que las computadoras tradicionales para resolver problemas de factorización.
• 😀 El algoritmo RSA depende de la dificultad de factorizar números grandes, pero las computadoras cuánticas pueden realizar esta tarea rápidamente usando el algoritmo de Shor.
• 😀 La transformada cuántica de Fourier (QFT) es crucial para que las computadoras cuánticas puedan extraer información útil de una superposición de estados, permitiendo la factorización de números de manera más eficiente que las computadoras tradicionales.
• 😀 Las computadoras cuánticas pueden acelerar significativamente la búsqueda de factores primos en productos de grandes números, lo que haría obsoleta la criptografía RSA.
• 😀 Aunque las computadoras cuánticas aún están en desarrollo, se estima que en el futuro cercano, con suficientes qubits, podrán romper la encriptación RSA y otros sistemas de clave pública.
• 😀 Investigadores están trabajando en criptografía post-cuántica, desarrollando nuevos algoritmos de encriptación que sean resistentes tanto a las computadoras tradicionales como a las cuánticas, como los basados en retículos.

Q & A

¿Qué es el concepto de 'almacena ahora desencripta luego' (SNDL) y por qué se utiliza?

El concepto de 'almacena ahora desencripta luego' se refiere a la práctica de interceptar y almacenar información encriptada hoy en día, con la esperanza de que en el futuro, cuando las computadoras cuánticas estén disponibles, puedan romper esa encriptación y acceder a la información. Se utiliza debido a la expectativa de que las computadoras cuánticas serán capaces de descomponer la encriptación en minutos, algo que las computadoras actuales no pueden hacer.

¿Cómo funcionaban los algoritmos de clave simétrica en los primeros días de la criptografía?

Los algoritmos de clave simétrica funcionaban compartiendo una clave secreta entre dos partes. Esta clave se utilizaba tanto para cifrar como para descifrar los mensajes, garantizando la seguridad siempre y cuando nadie más conociera la clave secreta.

¿Qué aportaron los científicos Rivest, Shamir y Adleman (RSA) a la criptografía moderna?

Rivest, Shamir y Adleman desarrollaron el algoritmo RSA en 1977, un sistema de encriptación de clave asimétrica. A diferencia de la clave simétrica, RSA utiliza dos claves diferentes: una pública, que puede ser compartida libremente, y una privada, que solo el receptor del mensaje conoce. Este sistema permite el intercambio seguro de información sin necesidad de un encuentro previo entre las partes.

¿En qué se diferencia un bit de un cubit en la computación cuántica?

Un bit clásico solo puede estar en uno de dos estados: 0 o 1. En cambio, un cubit en la computación cuántica puede estar en una superposición de ambos estados, lo que permite representar múltiples valores simultáneamente. Esto aumenta enormemente la capacidad de procesamiento de las computadoras cuánticas en comparación con las tradicionales.

¿Qué es la transformada cuántica de Fourier y cómo se aplica en la criptografía?

La transformada cuántica de Fourier es una técnica utilizada en la computación cuántica para extraer frecuencias de una señal periódica. En criptografía, se utiliza para acelerar el proceso de factorización de números grandes, un paso clave en la ruptura de algoritmos de clave pública como RSA. Esta técnica permite descubrir patrones en una superposición cuántica que serían prácticamente imposibles de identificar con computadoras clásicas.

¿Cómo puede una computadora cuántica factorizar números grandes de manera más eficiente que una computadora clásica?

Una computadora cuántica puede factorizar números grandes mucho más rápido que una computadora clásica gracias a su capacidad para realizar múltiples cálculos simultáneamente utilizando la superposición de estados. Esto le permite explorar muchas posibles soluciones en paralelo, mientras que una computadora clásica solo puede explorar una a la vez, lo que hace que los algoritmos cuánticos sean significativamente más rápidos.

¿Por qué las computadoras cuánticas son una amenaza para la criptografía actual?

Las computadoras cuánticas son una amenaza porque tienen el potencial de romper los sistemas de encriptación actuales, como RSA, en cuestión de minutos. Pueden realizar cálculos de factorización de números grandes mucho más rápido que las computadoras clásicas, lo que pone en peligro la seguridad de la información protegida por algoritmos de clave pública.

¿Qué es el 'problema del vecino más cercano' en la criptografía basada en retículos?

El 'problema del vecino más cercano' en criptografía basada en retículos es un problema computacionalmente difícil que consiste en encontrar el punto más cercano en un retículo dado un punto arbitrario. Este problema es complejo incluso para las computadoras más poderosas, lo que lo hace adecuado para ser utilizado en nuevos algoritmos criptográficos que sean resistentes a los ataques de computadoras cuánticas.

¿Cómo los vectores secretos ayudan a la seguridad en la criptografía basada en retículos?

En la criptografía basada en retículos, las personas mantienen un conjunto secreto de vectores que se utilizan para generar un retículo. Solo el receptor conoce los vectores correctos, lo que le permite descifrar el mensaje al identificar el punto más cercano del retículo al mensaje cifrado. Sin conocer estos vectores, es extremadamente difícil para cualquier atacante resolver el problema del vecino más cercano.

¿Qué avances en la computación cuántica podrían hacer obsoletos los métodos de encriptación actuales?

Los avances en la computación cuántica, especialmente el aumento en el número de cubits y la mejora en su estabilidad, permitirían a las computadoras cuánticas factorizar números grandes de manera exponencialmente más rápida que las computadoras clásicas. Esto haría obsoletos los sistemas de encriptación de clave pública como RSA, que dependen de la dificultad de la factorización de grandes números, lo que requiere el desarrollo de nuevos métodos de criptografía resistentes a la computación cuántica.