LA CRIPTOGRAFÍA TRAS EL RESPLANDOR DEL BIG BANG

Cosmic microwave background

LA CRIPTOGRAFÍA TRAS EL RESPLANDOR DEL BIG BANG

Los físicos han propuesto el uso del espectro de potencia de la radiación de fondo de microondas, o CMB, como un generador de bits aleatorios para la criptografía de clave (o llave) simétrica y asimétrica. La CMB es radiación térmica creada poco después de que el universo se creó durante el Big Bang. La CMB, también conocida como radiación reliquia, es la radiación más temprana detectada.

La seguridad de la mayoría de los métodos de cifrado depende de cuán aleatorios sean los números aleatorios grandes que se utilizan para generar claves para cifrar o descifrar datos. ¡¿Suena intrínseco?!

¿Cómo puede un número aleatorio no ser lo suficientemente… aleatorio?
Las computadoras generan claves usando algoritmos. No hay garantía de que otro sistema de computadora no genere una clave duplicada usando el mismo algoritmo. Como alternativa, los procesos físicos pueden usarse para lograr una aleatoriedad verdadera. Por ejemplo, las computadoras podrían crear claves únicas al generar bits a partir del ruido de un microchip, o el tiempo de los movimientos del teclado del usuario y los movimientos del mouse.

Dos científicos, Jeffrey S. Lee y Gerald B. Cleaver, de la Baylor University en Waco, Texas, han introducido una propuesta para el uso de CMB como un generador extremo de bits aleatorios.

¿Qué es CMB exactamente?
Utilizando un telescopio óptico tradicional, el espacio entre las estrellas y las galaxias parece ser completamente negro. Sin embargo, cuando se usa un radiotelescopio sensible, se puede ver un tenue resplandor de fondo, casi exactamente el mismo en todas las direcciones, sin estar asociado a ninguna estrella, galaxia u otro objeto. Este brillo se nota más fuerte en la región de microondas del espectro de radio. En otras palabras, la CMB es una instantánea de la luz más antigua que se encuentra en nuestro universo, impresa en el cielo 380.000 años después del Big Bang.

El descubrimiento accidental de CMB, en 1964, por los radio-astrónomos estadounidenses Arno Penzias y Robert Wilson, fue el resultado del trabajo que comenzaron a principios de 1940. El hallazgo les valió a los dos el Premio Nobel en 1978.

Empujando los límites de la criptografía.
Lee y Cleaver proponen utilizar CMB para generar números aleatorios midiendo la intensidad de la señal de radio de la CMB en una parte del cielo. Cada píxel capturado produce una cadena de diferentes intensidades de señal o dígitos. Los dígitos se combinan para generar un número aleatorio muy grande.

“Un adversario que mide el mismo parche de cielo, exactamente de la misma manera, y exactamente al mismo tiempo no puede obtener exactamente los mismos valores”, dice Lee. “Ningún otro observador puede obtener un patrón coincidente de dígitos en una medición CMB, lo que añade otra capa de dificultad para romper el cifrado”. Los científicos creen que la densidad espectral de la radiación reliquia es tan alta que podrá satisfacer el estándar de seguridad informática FIPS 140-2.

¿Preguntas?
¿Cuál es el costo de un radiotelescopio adecuado, y es necesaria una vista clara desde la Tierra hacia el cielo? Tanto Lee como Cleaver están de acuerdo en que un telescopio por persona es excesivo. ¿En cuanto a una vista clara? Lee afirmó que “CMB podría no ofrecer un cifrado mejor que el clima, pero reúne dos campos de estudio que a menudo no son de polinización mutua: la cosmología y la criptografía del universo temprano”.

Por Viatcheslav Ivanov, Desarrollador Senior de Software, Echoworx

Referencias:
• The Cosmic Microwave Background Radiation Power Spectrum as a Random Bit Generator for Symmetric and Asymmetric-Key
• Cryptography (http://arxiv.org/abs/1511.02511 )
• Cosmic microwave background (https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background )
• FIPS 140-2 (http://csrc.nist.gov/groups/STM/cmvp/standards.html )
• Randomness and Random Numbers (https://www.random.org/randomness/ )