Investigadores chinos aseguran haber creado un algoritmo cuántico que rompería el nivel de cifrado actual de la red Bitcoin

Un artículo publicado por The Financial Times, muestra un estudio realizado por Long Guili (un profesor de la Universidad de Tsinghua) y su equipo, en el que aseguran haber logrado crear un algoritmo para descifrar el mejor código criptográfico actual.

Para esta hazaña, en el artículo que proporcionaron los investigadores, aducen haber creado un algoritmo cuántico capaz de romper los estándares de cifrado más complejos de la actualidad. El estudio desarrollado y publicado por el equipo de investigadores chinos, se deriva del su homólogo alemán Clauss Schnorr, quien ha establecido en un estudio anterior una forma más eficiente de factorizar números primos grandes, que forman parte del algoritmo RSA de 2048 bits, actualmente el más seguro e indescifrable.

Este descubrimiento, que aún no ha sido aceptado por la comunidad científica global, pondría en un estado de desestabilización de seguridad a muchos agentes nacionales y privados incluidos. De ser cierto, la funcionalidad de este algoritmo provocaría que el mercado criptográfico mismo entrara en riesgo, pues una de las principales virtudes es justamente el nivel de cifrado que posee actualmente.

Para romper el cifrado SHA-256 (creado por la Agencia de Seguridad Nacional en 2001), con el nivel computacional actual podría tardar al menos décadas, lo que supone una garantía de seguridad para la red Bitcoin y sus usuarios. El uso de poder cuántico supone una aceleración gigantesca en este sentido, lo que puede tardar 3 o 4 décadas en descifrarse con el poder computacional clásico, con el uso de las computadoras cuánticas podría hacerse en días, o incluso horas.

La realidad es que la computación cuántica no es de uso comercial, si bien IBM ha lanzado al mercado un producto cuántico, lo cierto es que la adopción no ha sido masiva, y este estudio de este grupo de investigadores está formado sobre un hardware que no se comercializa fácilmente.

El estudio revela que: “El algoritmo de Shor ha desafiado seriamente la seguridad de la información basada en criptosistemas de clave pública. Sin embargo, para romper el esquema RSA-2048 ampliamente utilizado, se necesitan millones de qubits físicos, lo que va mucho más allá de las capacidades técnicas actuales. Aquí, informamos un algoritmo cuántico universal para la factorización de enteros mediante la combinación de la reducción de celosía clásica con un algoritmo de optimización cuántica aproximada (QAOA).

El número de qubits necesarios es O(logN/loglogN), que es sublineal en la longitud de bits del entero N, lo que lo convierte en el algoritmo de factorización que más ahorra qubits hasta la fecha. Demostramos el algoritmo experimentalmente al factorizar enteros de hasta 48 bits con 10 qubits superconductores, el entero más grande factorizado en un dispositivo cuántico. Estimamos que se necesita un circuito cuántico con 372 qubits físicos y una profundidad de miles para desafiar a RSA-2048 usando nuestro algoritmo. Nuestro estudio muestra una gran promesa para acelerar la aplicación de las actuales computadoras cuánticas ruidosas y allana el camino para factorizar números enteros grandes de significado criptográfico realista”.

Panorama actual de la ciberseguridad

Ante la aparición de este tipo de tecnologías, ya el Instituto Nacional de Estándares y Tecnologías en Estados Unidos el pasado 2022 había iniciado gestiones para prepararse ante un eventual proceso post-cuántico.

El tiempo actual que se estima para romper el mejor cifrado (RSA-2048), es de unos 300 billones de años, pero con la aparición de los dos estudios acá mencionados, eso podría cambiar. Aunque estos estudios no han sido ni confirmados ni aceptados por la comunidad científica global, han logrado despertar el interés de los especialistas en ciberseguridad, a tal punto que, la carrera por ganar la obtención de un cifrado más potente que el actual ha estado puesta en marcha, incluso desde hace más de un par de años.

En tal sentido, el programa criptográfico post-cuántico que se desarrolla actualmente en Estados Unidos, ha estado trabajando sobre los nuevos métodos de cifrado de información, que garanticen el resguardo y la confianza de la información digital.

En un comunicado de prensa el 5 julio de 2022 el Instituto Nacional de Estándares y Tecnologías (NIST por sus siglas en ingles) de Estados Unidos, explicó que en 2016 había pedido a los especialistas en criptografía del mundo que trabajaran y diseñaran métodos de cifrado que puedan resistir un ataque de una futura computadora cuántica.

Se evidencia del comunicado que “NIST mira constantemente hacia el futuro para anticipar las necesidades de la industria y la sociedad de EE. UU. En su conjunto, y cuando se construyen, las computadoras cuánticas lo suficientemente potentes como para romper el cifrado actual representarán una seria amenaza para nuestros sistemas de información” dijo la subsecretaria de Comercio de Normas y Tecnología y directora del NIST, Laurie E. Locascio. “Nuestro programa de criptografía post-cuántico ha aprovechado las mentes superiores en criptografía — en todo el mundo — para producir este primer grupo de algoritmos de resistencia cuántica que conducirá a un estándar y aumentará significativamente la seguridad de nuestra información digital”.

Así mismo, indican que ya han seleccionado cuatro algoritmos, los cuales son CRYSTALS-Kybert; CRYSTALS-Dilithium, FALCON and SPHINCS+; el primero es usado para accesos web seguros, y los otros tres restantes, son utilizados para verificar identidades durante una transacción digital o firmar un documento de forma remota.

Se señala que “Tres de los algoritmos seleccionados se basan en una familia de problemas matemáticos llamados redes estructuradas, mientras que SPHINCS + usa funciones hash. Los cuatro algoritmos adicionales que aún se están considerando están diseñados para el cifrado general y no utilizan redes estructuradas o funciones hash en sus enfoques. Mientras el estándar está en desarrollo, NIST alienta a los expertos en seguridad a explorar los nuevos algoritmos y considerar cómo los usarán sus aplicaciones, pero aún no para hornearlos en sus sistemas, ya que los algoritmos podrían cambiar ligeramente antes de finalizar el estándar”.

De manera que, tanto el estudio de Schnorr, como el más reciente publicado por el grupo de investigadores chinos, son precedentes que marcan preocupación a nivel global en la ciberseguridad; pero ello no ha tomado por sorpresa a los especialistas en estos temas en Estados Unidos.

Poder romper actualmente con el nivel de cifrado que se usa, pone en riesgo un sin número de operaciones cotidianas que dependen de estos cifrados, y haría que todos los datos actualmente se vean comprometidos a tales niveles que los mercados financieros tradicionales y criptográficos colapsen, así como los sistemas de comunicación e información. En definitiva, sería un riesgo a niveles globales.

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