El cripto-dilema: desafíos y oportunidades del futuro cuántico
Fabio Rua, Director de Asuntos Regulatorios y de Gobierno, de IBM América Latina, indica que el mundo está en la cúspide de otra revolución informática que será promovida por la convergencia de poderosas tecnologías: computación de alto rendimiento, inteligencia artificial y computación cuántica.
La computación cuántica no es simplemente una forma más rápida de hacer lo que hacen las computadoras hoy, es un enfoque fundamentalmente diferente que promete solucionar problemas que la computación clásica nunca podría resolver de manera realista. Presenta la promesa de ayudar a la humanidad a enfrentar muchos desafíos importantes, desde resolver preguntas de larga data en la ciencia hasta superar obstáculos para mejorar la eficiencia industrial. Trabajando en conjunto con computadoras clásicas y arquitecturas basadas en la nube, las computadoras cuánticas podrían incluso ser la respuesta a problemas que aún ni imaginamos. Las oportunidades para la sociedad y la economía son potencialmente ilimitadas.
La computación cuántica puede ayudar a acelerar la respuesta a futuras pandemias, a crisis de salud en curso y a la proliferación de enfermedades debilitantes que afectan a millones de personas, mediante simulaciones químicas para el descubrimiento y desarrollo de fármacos. Tendrá la capacidad de aumentar la precisión de la simulación de la dinámica de fluidos computacional, lo que permitirá enfoques de menor costo para mejorar el diseño de fabricación. Y podría ayudar a optimizar las estrategias de inversión de cartera, utilizando técnicas de modelado avanzadas que pueden analizar mejor el comportamiento de mercados financieros complicados.
El cripto-dilema
Como se detalla en un ensayo reciente de IBM Research, con el tiempo, los avances en la computación cuántica presentarán un desafío significativo para la seguridad de la información. El mundo ya depende en gran parte de la criptografía para proteger datos e infraestructura crítica, y a medida que las computadoras cuánticas se vuelven más omnipresentes, las plataformas digitales que se diseñan e implementan en la actualidad pueden volverse cada vez más vulnerables si no se desarrolla y se adopta un encriptado de seguridad de nivel cuántico.
El mundo todavía está muy lejos de las computadoras cuánticas que podrían tener la capacidad de quebrar la criptografía ampliamente utilizada hoy. Adicionalmente, ya sabemos cómo realizar un cifrado que sea resistente al ataque de una computadora cuántica. Sin embargo, estos algoritmos fundamentales de seguridad cuántica son solo el comienzo. Muchos estándares y protocolos de seguridad de la industria deben actualizarse para estos nuevos algoritmos, y los avances en la computación cuántica deberán ir acompañados de avances en criptografía cuántica segura para garantizar que los datos estén protegidos ahora contra amenazas futuras.
Prepararse a prueba de futuro, en el presente
Los responsables de la formulación de políticas y la industria deben buscar mitigar estos riesgos preparándose para el futuro en el presente.
IBM lo está haciendo. Sus investigadores están desarrollando soluciones criptográficas prácticas que son resistentes a las amenazas que plantean las computadoras cuánticas. Han encontrado una serie de esquemas criptográficos que en la actualidad se cree que son seguros para la era cuántica. Incluyen criptografía basada en celosía (lattice), hash trees, ecuaciones multivariadas y curvas elípticas de isogenias super-singulares.
La ventaja clave de tales esquemas de seguridad cuántica es la ausencia de una estructura explotable en el problema matemático que un atacante debe resolver para romper el cifrado. Ciertos esquemas de seguridad cuántica toman precauciones contra atacantes particularmente pacientes que almacenan los mensajes cifrados de sus víctimas hoy para descifrarlos con métodos más poderosos en el futuro. Otros esquemas pueden habilitar tecnologías que cambian el juego, como el cifrado totalmente homomórfico, en el que los datos se pueden computar directamente en su forma cifrada, para frenar una estrategia común de los atacantes actuales que esperan en el sistema informático de una víctima hasta que los datos sensibles tengan que ser desencriptados para realizar cálculos.