5 años hasta el punto de no retorno: cómo los ordenadores cuánticos pueden colapsar los bancos mundiales

En los próximos cinco años, el mundo financiero podría enfrentarse a una amenaza sin precedentes: los ordenadores cuánticos adquirirán la capacidad de romper los métodos de cifrado existentes. El día en que las formas tradicionales de protección de datos dejen de funcionar ya ha sido bautizado como Q-day. A diferencia de la evolución gradual de las amenazas digitales convencionales, este avance tecnológico podría producirse de manera repentina, lo que hace que la preparación para ello sea una tarea especialmente difícil.

Las consecuencias podrían ser catastróficas: los sistemas bancarios se detendrían, la economía caería en el caos y los registros de todas las transacciones de la última década podrían quedar expuestos al público. Los delincuentes y estados hostiles podrían aprovechar esta nueva realidad para acceder a información personal, registros financieros y comunicaciones confidenciales. Y en general… basta con imaginar qué pasaría si todas las contraseñas, códigos PIN y firmas digitales perdieran su función de protección al mismo tiempo.

Los algoritmos criptográficos actuales se basan en complejos problemas matemáticos que resultan prácticamente irresolubles para cualquier sistema clásico. Por ejemplo, el ampliamente utilizado algoritmo RSA se fundamenta en el hecho de que incluso los ordenadores más potentes no pueden factorizar rápidamente un número enorme (a menudo con más de 600 dígitos) en dos factores primos. Para ilustrarlo: el número 15 se descompone fácilmente en 3 y 5, pero cuando se trata de números con cientos de cifras, la tarea se vuelve prácticamente imposible, requiriendo miles de años para resolverse.

Sin embargo, los sistemas cuánticos operan de manera completamente diferente. En lugar de procesar bits de información de manera secuencial con valores de 0 o 1, utilizan cúbits, que pueden existir simultáneamente en los estados 0 y 1 gracias al principio de superposición. Con cada cúbit adicional, la capacidad de procesamiento se duplica, lo que permite un crecimiento exponencial del rendimiento.

El fenómeno del entrelazamiento cuántico permite que los cúbits influyan entre sí de manera instantánea, sin importar la distancia que los separe. Gracias a esto, un sistema cuántico de nueva generación puede evaluar simultáneamente un número gigantesco de posibles soluciones a un problema criptográfico, mientras que los ordenadores convencionales deben analizarlas una por una.

El algoritmo de Shor, diseñado específicamente para sistemas cuánticos, permite factorizar grandes números de una manera radicalmente diferente. En lugar de realizar una búsqueda secuencial, utiliza la superposición cuántica para analizar múltiples divisores posibles a la vez. Esto genera gran preocupación entre los analistas, ya que precisamente esta operación matemática es la base de la mayoría de los sistemas de cifrado actuales.

Los bancos y organizaciones financieras almacenan enormes volúmenes de información confidencial que debe permanecer protegida durante décadas. Esto incluye secretos bancarios, datos personales de clientes y detalles de transacciones. Los ciberdelincuentes ya están copiando estos datos cifrados con la intención de descifrarlos en el futuro, cuando las máquinas cuánticas sean lo suficientemente potentes. En esencia, están creando un archivo de filtraciones futuras, que por ahora sigue siendo inaccesible.

Pero los científicos son conscientes de este problema, y el progreso no se detiene. Los reguladores y agencias de seguridad trabajan en nuevos estándares que consideran las amenazas del futuro. Se espera que en los próximos años se implementen requisitos obligatorios para la adopción de algoritmos de cifrado resistentes a la computación cuántica. A las instituciones financieras que no completen la actualización a tiempo podría prohibírseles el uso de sistemas digitales por completo.

La startup checa Wultra, que ha recaudado 3,1 millones de dólares en inversiones, está desarrollando tecnologías de autenticación post-cuántica. Su dispositivo Talisman emplea algoritmos matemáticos resistentes a los cálculos cuánticos. En lugar de los métodos tradicionales, utiliza sistemas criptográficos basados en retículas, que operan en espacios matemáticos multidimensionales con estructuras extremadamente complejas. Imagínese un laberinto tridimensional, pero con decenas o cientos de dimensiones: ni siquiera las tecnologías más avanzadas podrían calcular rápidamente las rutas óptimas dentro de él.

El problema es aún más profundo, ya que no basta con reemplazar los algoritmos de cifrado para contrarrestar las nuevas amenazas. Es necesario replantear por completo la arquitectura de los sistemas de seguridad.

Por ejemplo, algunas grandes instituciones financieras están siguiendo las recomendaciones de consultoras para crear bases de metadatos criptográficos. Estos catálogos contienen información sobre todos los algoritmos de protección utilizados, la longitud de las claves, su período de validez y la criticidad de la información protegida. En otras palabras, están planificando una transición gradual hacia algoritmos resistentes a la computación cuántica, comenzando por los sistemas más críticos.

La empresa Omega Krypto desarrolla una tecnología de cifrado con preservación de formato (FPE). Su principio es que los datos cifrados mantienen la estructura del original. Por ejemplo, si un banco cifra el número de una tarjeta, 4567-8901-2345-6789, el resultado seguirá pareciendo un número de tarjeta, como 9384-1267-5430-8152. Para lograrlo, se utilizan redes de Feistel, un método en el que los datos atraviesan múltiples rondas de transformación. En cada ronda, una parte de la información se mezcla con la clave de una manera específica, generando una codificación robusta. Como resultado, los sistemas bancarios pueden trabajar con números de tarjeta cifrados de la misma manera que con los originales, sin alterar el formato de los datos.

La startup Haiqu trabaja en el desarrollo de máquinas cuánticas resistentes a interferencias. Los sistemas actuales sufren de decoherencia, es decir, la pérdida del estado cuántico debido a interacciones con el entorno. Incluso mínimas variaciones de temperatura o interferencias electromagnéticas pueden alterar el funcionamiento de los elementos de cálculo.

Para proteger los cúbits de estas interferencias, los ingenieros duplican cada cúbit funcional con múltiples cúbits auxiliares. Actúan como un sistema de respaldo: si un cúbit pierde su estado debido a un factor externo, los demás lo restauran. Según estimaciones de expertos, para preservar de manera confiable la información en un solo cúbit funcional, se requieren entre mil y diez mil cúbits auxiliares.

El proceso de modernización de los mecanismos de seguridad exige inversiones significativas. Más allá de la adquisición de nuevos equipos y software, tarde o temprano las instituciones financieras (y no solo ellas) tendrán que auditar todos sus sistemas, capacitar a su personal y probar las nuevas soluciones en entornos lo más realistas posible. Según los expertos, para un banco grande, el costo de esta transición podría ascender a decenas de millones de dólares. Y aunque las amenazas graves pueden tardar diez años o más en materializarse, la preparación debe comenzar desde ahora.