Este artículo muestra una implementación de la criptografía cuántica. Se introduce los conceptos básicos de la computación cuántica para comprender los términos mencionados en la implementación relacionados con la ciberseguridad y la distribución de llaves cuánticas (QKD). Se muestra una aplicación de QKD, donde se ve cómo se detecta fácilmente un espía cuando se intercepta un mensaje.
Este artículo muestra una implementación de la criptografía cuántica. Se introduce los conceptos básicos de la computación cuántica para comprender los términos mencionados en la implementación relacionados con la ciberseguridad y la distribución de llaves cuánticas (QKD). Se muestra una aplicación de QKD, donde se ve cómo se detecta fácilmente un espía cuando se intercepta un mensaje.
En un futuro cercano, la computación cuántica tendrá mucha influencia sobre la seguridad de las comunicaciones, con relevancia en entornos críticos como por ejemplo en defensa. Por esta razón cobra gran importancia plantear posibles soluciones como la criptografía cuántica y poscuántica. Surge entonces una pregunta; ¿Corre peligro la seguridad de las comunicaciones militares? Lo cierto es que con la cada vez más cercana llegada de la computación cuántica, la respuesta a esta pregunta es clara. Por ello es necesario anticiparse a la futura obsolescencia de los sistemas criptográficos actuales, sobre los que se sustenta toda la protección de datos clasificados y de operaciones estratégicas. En este Trabajo de Fin de Grado se exponen los fundamentos de la criptografía moderna para estudiar su evolución, las amenazas emergentes derivadas de la computación cuántica y las líneas de investigación que permitirán mantener la seguridad de las comunicaciones en defensa. El TFG se estructura en tres grandes bloques: criptografía clásica, cuántica y poscuántica. En primer lugar, se han tratado los principales algoritmos clásicos empleados actualmente, tanto simétricos como asimétricos, destacando sus vulnerabilidades frente a los algoritmos cuánticos de Shor y Grover. En segundo lugar, se ha analizado la criptografía cuántica (QKD), siendo una posible alternativa, cuya fortaleza se basa en leyes físicas. Sin embargo, aunque estos sistemas ofrecen un nivel de seguridad teóricamente inquebrantable, su implementación práctica sigue limitada por la necesidad de equipos específicos, la dependencia de autenticación clásica y los elevados costes de despliegue. Por último, se ha estudiado la criptografía poscuántica (PQC). Una gran alternativa, que propone algoritmos matemáticos resistentes a ataques cuánticos, con la ventaja de ser compatibles con la infraestructura existente. Además, se ha realizado una entrevista al experto Luis Fernando Hernández Encinas, cuyos resultados serán incluidos junto con la revisión bibliográfica en un análisis DAFO que permite identificar las fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas de ambas tecnologías. De este análisis se concluye que, la criptografía clásica se encuentra en fase de obsolescencia estratégica, mientras que la criptografía cuántica y la poscuántica representan los pilares de la seguridad futura. La primera ofrece una protección teórica total, aunque todavía no es viable a gran escala. La segunda, en cambio, constituye una solución práctica e inmediata para iniciar la transición.
"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
La principal aplicación de la criptografía es la de proteger información para evitar que sea accesible a observadores no autorizados. Sin embargo, también tiene otras aplicaciones, por ejemplo verificar que un mensaje no haya sido modificado intencionadamente por un tercero, verificar que alguien es quien realmente dice ser, etc. El objetivo del presente trabajo es mostrar cómo la matemática juega un papel importante en la criptografía moderna y como ésta aprovecha los problemas difíciles (en el sentido computacional) que existen en la teoría de números para desarrollar protocolos criptográficos. Asimismo se menciona lo que pasaría con los protocolos criptográficos basados en la teoría de números si existiera una computadora cuántica.
ATLAS TI: programa informático para el análisis cualitativo de datos para una descripción objetiva y sistemática del contenido manifiesto o implícito de una fuente de datos como lo son diarios, revistas, libros, videos y artículos electrónicos.CRIPTOGRAFÍA: se define como la parte de la criptología que se ocupa de las técnicas, bien sea aplicadas al arte o la ciencia, que alteran las representaciones lingüísticas de mensajes, mediante técnicas de cifrado o codificado, para hacerlos ininteligibles a intrusos (lectores no autorizados) que intercepten esos mensajes.Por tanto el único objetivo de la criptografía era conseguir la confidencialidad de los mensajes.CRIPTOGRAFÍA CUÁNTICA: es la criptografía que utiliza principios de la mecánica cuántica para garantizar la absoluta confidencialidad de la información transmitida.La criptografía cuántica permite a dos personas crear, de forma segura una comunicación, con una propiedad única de la física cuántica para cifrar y descifrar mensajes.Utiliza como medio de transmisión los fotones.La criptografía cuántica como idea se propuso en 1970, pero no es hasta 1984 que se publica el primer protocolo.ENTRELAZAMIENTO: Dos partículas cuánticas pueden tener estados fuertemente correlacionados, debido a que se generaron al mismo tiempo o a que interactuaron, por ejemplo, durante un choque.Cuando esto ocurre se dice que sus estados están entrelazados, lo que provoca que la medición sobre una de ellas determina inmediatamente el estado de la otra, sin importar la distancia que las separe.Este fenómeno se explica aplicando las leyes de conservación del momento y de la energía.FOTÓN: es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético.Es la partícula portadora de todas las formas de radiación electromagnética, incluyendo los rayos gamma, los rayos X, la luz ultravioleta, la luz visible (espectro electromagnético), la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio.METAANÁLISIS: es la síntesis formal, cualitativa y cuantitativa, de diferentes investigaciones, agrupándolas con la intención de sintetizar la evidencia científica con respecto a la dirección del efecto producido por la intervención del análisis, Expresado de otra manera, el Metaanálisis es una estrategia de revisión sistemática que pretender responder a diversas cuestiones y que es especialmente útil cuando
La computación cuántica representa una innovadora frontera tecnológica con el potencial de revolucionar diversas áreas incluyendo la criptografía, que es esencial para garantizar la seguridad y privacidad de la información en el entorno digital actual. Este artículo presenta una revisión sistemática de la literatura (SLR) a través de la metodología Kitchenham acerca de la incidencia de la computación cuántica en los algoritmos criptográficos con el objetivo de recopilar información relevante de estudios relacionados la cual serán analizadas y comparadas para tener un mejor entendimiento general sobre el funcionamiento de los algoritmos criptográficos. Se realizaron filtros de búsqueda para la recopilación de información, se consideró en base al análisis de artículos científicos, trabajos de titulación de máster o doctorado, estudios e investigaciones realizados acerca de este tema. Los resultados de esta recopilación de estudios generaron preguntas significativas las cuales son respondidas mediante la resolución y categorización de estudios relevantes. Se concluye que, aunque la computación cuántica está en sus inicios de desarrollo puede tener un fuerte impacto que conlleva su progreso tecnológico, se deben tomar ciertas medidas de precaución y estándares al desarrollar algoritmos criptográficos para no vulnerar la seguridad de la información.
La criptografía cuántica emerge como un paradigma disruptivo en la seguridad informática, aprovechando los principios de la mecánica cuántica, como el entrelazamiento, la superposición y la no clonación, para garantizar confidencialidad y autenticación incondicional frente a amenazas clásicas y cuánticas. Este artículo explora los fundamentos matemáticos que sustentan los protocolos cuánticos (e.g., BB84, E91 y QHE), analizando su resistencia teórica frente a ataques basados en el algoritmo de Shor y la computación cuántica. Mediante una metodología dual (revisión sistemática de literatura y modelado teórico), se evalúan las limitaciones prácticas de implementación, como la decoherencia, los ataques por canales laterales y la escalabilidad en redes de distribución cuántica de claves (QKD). Los resultados destacan que, aunque protocolos como la criptografía homomórfica cuántica (QHE) y las redes de repetidores cuánticos prometen seguridad incluso en entornos con dispositivos realistas, su eficiencia depende críticamente de avances en óptica integrada y corrección de errores cuánticos. Asimismo, se discute el papel de la criptografía poscuántica (lattices, códigos basados en hash) como puente transicional ante la inminente obsolescencia de sistemas clásicos como RSA y ECC. La conclusión subraya la urgencia de estandarizar marcos híbridos (cuántico-clásicos) y políticas de migración, respaldados por colaboraciones globales, para asegurar infraestructuras críticas en la era cuántica. Este trabajo sintetiza el estado del arte, identificando brechas tecnológicas y proponiendo direcciones futuras para una adopción práctica y segura.