¿Es posible el mensaje 100% seguro? Así es la nueva máquina 'Enigma' del S.XXI

Hay que remontarse a 1949 para comprender el origen de un hallazgo que inevitablemente modificará el rumbo del mundo. Ese año, el científico Claude Shannon, padre de la teoría de la información, fue el autor de una investigación que aseguraba que es posible crear un mensaje perfectamente seguro en la Tierra. Hoy, investigadores de Rochester, EE.UU., acaban de crear un dispositivo cuántico, conocido como la 'nueva máquina Enigma', que confirmaría esa teoría.

Shannon recogía el legado de las legendarias máquinas 'Enigma', aquel sistema de cifrado del nazismo que puso en jaque a Europa. La criptografía, palabra que procede del griepo krypto (oculto) y graphos (escritura), es la disciplina científica que se encarga del cifrado y descifrado de mensajes, es decir, de enmascarar o 'encriptar' mensajes mediante un algoritmo de ofuscación que, además, debe permitir devolver el mensaje a su estado original.

La máquina 'Enigma' original fue inventada por un ingeniero alemán Arthur Scherbius, un experto en electromecánica que, tras la Primera Guerra Mundial, quiso aplicar la tecnología existente para mejorar los sistemas de criptografía de los ejércitos. Su idea, patentada en febrero de 1918, consistía en aplicar el Cifrado de Vigenère o, dicho de otra forma, se aplicaba un algoritmo de sustitución de unas letras por otras.

En 1933, Alemania nacionalizó la compañía Enigma Chiffiermaschinen AG y pasó a equipar a todo el ejército Alemán que utilizó estas máquinas de cifrado, a las que le añadieron un cuarto cilindro para complicar aún el descifrado de los mensajes.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Alemania contaba con una enorme ventaja porque el código de Enigma era, prácticamente, indescifrable; además, el ejército alemán cambiaba cada día el código a usar, de tal forma que los Aliados contaban con un único día para descifrarlo porque, al otro día, se volvía a cambiar. Todo este proceso y hechos reales han inspirado recientemente a una película de Hollywood que ha tenido excelente respuesta de la crítica y los espectadores: The Imitation Game.La evolución de la criptografía

Con esos antecedentes, la criptografía ha evolucionado a ritmo galopante hasta nuestros días. Abundan mecanismos de encriptación cada vez más evolucionados que impiden a los ordenadores más eficaces resolver problemas matemáticos complejísimos para decodificar mensajes. Sin embargo, las formas de encriptación 'perfectas' y totales que había pronosticado Shannon no se habían concretado hasta el presente.

Pero Seth Lloyd, un profesor de Información Cuántica del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT en sus siglas inglesas) comenzó a desarrollar un invento que cambiará el curso de las cosas, de manera definitiva. Ha concebido la creación de una nueva máquina, la Enigma cuántica, para que existan mensajes perfectamente seguros en el planeta, imposibles de descifrar o decodificar si alguien no es el destinatario original y auténtico de los mismos

El aparato pensado por Lloyd en 2013 utilizaba los estados cuánticos de los fotones individuales para codificar mensajes gracias a la alteración de la onda del fotón, alteraciones que se realizan sobre la amplitud o la longitud de onda de la partícula.

Imaginó una máquina Enigma cuántica capaz de transmitir los estados cuánticos a través de la generación de un canal cuántico entre el destinatario y el emisor del mensaje. La clave que se emplea para codificar el mensaje es más corta que el mensaje en sí mismo. Tal sistema de encriptación recibe el método cuántico de encriptación. Sin embargo, Lloyd no pudo plasmar del todo su idea, por limitaciones presupuestarias y tecnológicas.

Pero Daniel Lum, un licenciado de la Universidad de Rochester, decidió retomar la investigación de Lloyd y comunicar a su jefe de laboratorio, el físico John Howell, sobre el proyecto. Lum contactó finalmente a Lloyd y a otros investigadores del instituto nacional de Tecnología, quienes le ayudaron a diseñar un experimento para someter a prueba la teoría de Lloyd.

El resultado es la nueva máquina 'Enigma' cuántica, que ya es realidad. Se trata de un diseño complejo al extremo mecánicamente. En su nivel más básico, la máquina está apuntalada sobre tres componentes nucleares: un dispositivo capaz de generar fotones individuales, dos moduladores de luz espaciales y de infinidad de nanohilos de 8x8.

Explicar el proceso en términos coloquiales no resulta sencillo, pero lo intentaremos:

Imaginen un experimento comparable a reflejar una luz sobre un espejo, para acto seguido empezar a oscilar ligeramente el espejo. Un emisario lanza un fotón desde el cable de fibra óptica de uno de los moduladores espaciales de luz. El modulador espacial de luz manipula la onda frontal del fotón. Lo hace gracias a inclinar ligeramente la onda y a modificar su dirección. El receptor será quien controle esa señal.

Lum y sus colegas han conseguido con su investigación mejorar el diseño original de Shannon, quien estaba obsesionado con alcanzar la emisión de mensajes perfectamente seguros. La clave del mensaje previsto en el sistema concebido por los investigadores es de hecho, más corta que el mensaje encriptado. Y además incorpora una clave secreta extra, lo cual asegura que ninguna clave podrá ser introducida en más de una ocasión.

En los próximos meses, la prestigiosa publicación Physical Review A, publicará los resultados de estos científicos, cuando anuncie al mundo que la nueva 'Enigma' es una realidad.