El Impacto de los Ordenadores Cuánticos en la Criptografía: Por Qué No Debemos Preocuparnos en Exceso

Este mes ha sido particularmente relevante para los seguidores del avance en los ordenadores cuánticos. Xanadu, una emergente empresa canadiense fundada en 2016, ha anunciado su intención de desarrollar un ordenador cuántico de un millón de cúbits fotónicos capaz de corregir errores antes del 2030. Sin embargo, no están solos en este ambicioso objetivo. IBM también tiene planes de lanzar en 2029 ‘Starling’, su ordenador cuántico a gran escala que podrá corregir sus propios errores.

Una de las principales complicaciones que enfrentan estos ordenadores es el ruido, es decir, las perturbaciones que pueden alterar el estado de los cúbits y llevar a errores de cálculo. Si se logra superar este obstáculo, los ordenadores cuánticos actuales dejarán de ser meros prototipos y podrán abordar problemas de gran relevancia. Entre esos problemas está la posible vulnerabilidad del cifrado de Bitcoin y otras criptomonedas.

Una Amenaza que Nos Invita a Reflexionar

Hace ya varios años, los expertos en computación cuántica anticipaban el final de la criptografía clásica a manos de los ordenadores cuánticos. En mayo de 2024, este pronóstico se materializó. Un grupo de investigadores de la Universidad de Shanghái (China), liderado por el profesor Wang Chao, logró vulnerar el cifrado SPN (Substitution-Permutation Network) usando un ordenador cuántico D-Wave. Este tipo de cifrado es esencial, por ejemplo, en el estándar AES (Advanced Encryption Standard), ampliamente utilizado.

Este logro fue detallado en un artículo titulado «Algoritmo de ataque criptográfico de clave pública basado en procesado cuántico con la ventaja de D-Wave». Pero esto no es todo. A mediados de mayo, investigadores de Google afirmaron en su blog de seguridad que un entero RSA (Rivest–Shamir–Adleman) de 2.048 bits podría ser factorizado en menos de una semana usando un ordenador cuántico con menos de un millón de cúbits.

Las criptomonedas modernas como Bitcoin, Ethereum y Solana utilizan criptografía de curva elíptica, un método más robusto y complejo que RSA, aunque basado en principios matemáticos similares. Según Google, si los ordenadores cuánticos logran desentrañar el cifrado RSA con más rapidez de la esperada, es posible que puedan también superar la criptografía de curva elíptica con relativa facilidad.

Hemos discutido sobre las criptomonedas, pero no debemos ignorar el papel crucial del cifrado en nuestra vida diaria. Aplicaciones como WhatsApp y Telegram cifran nuestros mensajes; los bancos lo emplean para asegurar nuestras transacciones, y cada vez que realizamos una compra en línea, el cifrado protege la información de nuestra tarjeta de crédito. Estos son solo algunos ejemplos del uso extendido de esta tecnología.

Keith Martin, profesor del Grupo de Seguridad de la Información en la Universidad de Londres, ha escrito un fascinante artículo en The Conversation sobre este tema. Nos recuerda que aunque la amenaza cuántica a las tecnologías de cifrado es real, no hay razón para el pánico, ya que muchos investigadores llevan años buscando soluciones. De hecho, la mayor parte del trabajo teórico ya se ha realizado.

En 2024, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de Estados Unidos publicó un conjunto inicial de estándares que incluyen un mecanismo de intercambio de claves postcuántico y varios esquemas de firma digital postcuánticos. Gracias a estos avances, es probable que, cuando los ordenadores cuánticos se vuelvan relevantes para la criptografía, ya contaremos con las tecnologías necesarias para proteger nuestra información. Estas técnicas también podrían ser utilizadas por los ordenadores cuánticos, tal como sostiene Juan José García Ripoll del Instituto de Física Fundamental del CSIC.

Imagen | IBM

Más información | The Conversation