Criptografia Quântica (NT025)

Da antiga máquina Enigma usada pela criptografia dos nazistas na segunda guerra mundial, as novas tecnologias chegam a versões que ultrapassam a barreira do imaginável com recursos da física quântica. Veja neste artigo como pesquisadores da Universidade de Rochester estão a caminha da criptografia quântica usando fótons na transmissão de mensagens codificadas.

Os pesquisadores partem das ideias de Shannon, o pai da teoria da informação que, segundo afirmava, uma mensagem só pode ser segura sob três condições: a chave deve ser aleatória, ela deve ser usada apenas uma vez e ela deve ser tão longa como a mensagem.

No entanto o estudante de física graduado Daniel Lum e o professor John Howell publicaram recentemente um trabalho no “Physical Review” mostrando que podem ser usados conceitos da física quântica na criptografia de dados.

A ideia é usar as fronteiras entre ondas e matéria que se manifestam nos fótons, usados na transmissão de dados.

Os fótons, diferentemente do que ocorre num sistema convencional de transmissão não assumem apenas dois níveis lógicos, ou seja, bits 1 ou 0, conforme estejam presentes ou não.

As ondas de fótons podem ser alteradas de muitas formas, por exemplo, o ângulo de inclinação, o comprimento de onda e mesmo a amplitude podem ser modificados.

Além disso, os fótons seguem o princípio da incerteza, o que significa a possibilidade de se acrescentar a um sinal óptico muitas variáveis que poderiam ser usadas na criptografia.

Os pesquisadores acabaram por desenvolver uma versão quântica da máquina de criptografia enigma dos nazistas.

 

A máquina de encriptar Enigma
A máquina de encriptar Enigma

 

A ideia é transmitir a mensagem através de fótons que passam através de um modulador especial (spatial light modulator ou SLM) que altera as propriedades dos fótons individualmente de tal forma a modificar de forma aleatória o foco.

 

Versão quântica da Enigma – Foto Universidade de Rochester
Versão quântica da Enigma – Foto Universidade de Rochester

 

Usando o princípio da incerteza, os pesquisadores conseguiram determinar as alterações no receptor e com isso recuperar a mensagens.

Segundo os pesquisadores, o equipamento ainda não é 100% seguro, pois ainda existem perdas, mas já é um ponto de partida mostrando de que a ideia é viável.

No entanto, ainda existe um ponto importante a ser considerado. Segundo a teoria quântica, quando recebemos o sinal para recuperar a informação ele é alterado e não mais podemos fazer uma recuperação adicional.

Em outras palavras, se alguém interceptar o sinal para o sinal, no caso uma intrusa que eles denominaram “Eve”, ela tem apenas uma oportunidade para decifrar o sinal, o que virtualmente é impossível, pois a sua interceptação modifica o sinal.

Em artigos anteriores, já tínhamos tratado dessa possibilidade como algo apenas teórico, mas vimos agora que nossas ideias estavam certas.

Veja mais em nossos artigos Esteganografia (ART1175) e Criptografia (ART1070)

 


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