Mecánica cuántica y comunicación segura:el protocolo BB84 de criptografía cuántica

Javier Areitio Bertolín, Gloria Areitio Bertolín

Kevin Alexander Suárez Molano

"La Criptografía Cuántica es un tipo de criptografía basada en propiedades de la mecánica cuántica, que sirve para distribuir claves de forma segura. No obstante, en las implementaciones físicas surgen algunos problemas de seguridad causados por los dispositivos que no cumplen con los requerimientos de los modelos teóricos. En este trabajo se presentan los fundamentos de la criptografía cuántica, desde los aspectos teóricos sobre los que se basa su seguridad y funcionamiento, hasta las principales implementaciones experimentales y los avances que se han logrado con cada una. Además, se hace un análisis de seguridad para cada una de estas implementaciones." -- Tomado del formato de documento de grado

Daniel Lancho Lancho, Jesús Martínez-Mateo, Vicente Martín Ayuso

En este articulo discutimos las limitaciones y ventajas de la distribucion cuantica de claves y los primeros pasos hacia su inclusion dentro de la infraestructura de seguridad en las redes de comunicaciones convencionales.

Jefferson Joel Calama Bautista

El presente trabajo de integración curricular desarrolla un análisis profundo sobre la seguridad criptográfica mediante la aplicación de la computación cuántica, utilizando específicamente el entorno de desarrollo de código abierto Qiskit de IBM. La investigación se fundamenta en la creciente necesidad de proteger la información frente a las capacidades de procesamiento de los computadores cuánticos modernos, los cuales representan una amenaza para los sistemas criptográficos tradicionales. El núcleo de este proyecto consiste en la implementación y simulación detallada del protocolo de distribución de claves cuánticas BB84. A través de la experimentación en entornos controlados y simulados, se evaluó la robustez del protocolo ante escenarios de ataque de interceptación y reenvío (intercept-resend). Para medir la eficacia del sistema, se utilizó como métrica principal la tasa de error de bits cuánticos (QBER). Los resultados obtenidos demuestran que, bajo los principios de la mecánica cuántica, específicamente el teorema de no clonación y el colapso del estado cuántico tras la medición, es posible detectar de manera inequívoca la presencia de un intruso (Eve) en el canal de comunicación. El estudio concluye que el protocolo BB84 garantiza la generación de claves aleatorias y seguras entre dos entidades (Alice y Bob), permitiendo descartar claves comprometidas cuando la tasa de error supera el umbral de seguridad establecido. Este trabajo no solo valida la teoría de la criptografía cuántica mediante herramientas de programación actuales, sino que también establece una base práctica para el estudio de redes de comunicación seguras y la implementación de protocolos de ciberseguridad avanzados dentro del ámbito de la tecnología en redes y telecomunicaciones.

Luis Cáceres Alvarez, Roberto Fritis Palacios, Patricio Collao Caiconte

RESUMEN El objetivo del presente trabajo de investigacion, consiste en el desarrollo de una aplicacion que sea capaz de simular el comportamiento de uno de los principales protocolos de criptografia cuantica desarrollados, el protocolo E91. Para lograr dicho objetivo fue fundamental una investigacion exhaustiva de los principales conceptos, principios y teoremas de la mecanica cuantica, como ademas del estudio de otros protocolos de criptografia cuantica y su desarrollo en la actualidad. Con toda la informacion recopilada se procede al desarrollo de la aplicacion, empezando por la definicion de los requerimientos, luego se continua con la implementacion y las posteriores pruebas de la aplicacion, que permite compilar todo el trabajo de analisis y diseno realizado. Los resultados obtenidos, demostraron las fortalezas y debilidades de la aplicacion para la distribucion segura de una clave final cuantica. Si bien este trabajo es principalmente de investigacion, el desarrollo de la aplicacion que simula el comportamiento del protocolo E91, es de caracter esencialmente demostrativo.Palabras clave: Mecanica cuantica, criptografia cuantica, protocolo cuantico E91, simulador E91, programacion distribuida, RMI.

Javier Areitio Bertolín, Ana Areitio Bertolín