Come possiamo proteggere le comunicazioni dalle intercettazioni se non ci fidiamo dei dispositivi utilizzati nel processo? Questa è una delle domande principali nella ricerca sulla crittografia quantistica. I ricercatori dell'Università di Basilea e dell'ETH di Zurigo sono riusciti a gettare le basi teoriche per un protocollo di comunicazione che garantisca il 100% di privacy.

La prospettiva di hacker in possesso di computer quantistici rappresenta una seria minaccia futura per i sistemi crittografici odierni. I ricercatori stanno quindi lavorando a nuovi metodi di crittografia basati sui principi della meccanica quantistica. Però, gli attuali protocolli di crittografia presuppongono che i dispositivi comunicanti siano noti, enti di fiducia. Ma cosa succede se questo non è il caso e i dispositivi lasciano una backdoor aperta per gli attacchi di intercettazione?

Un team di fisici guidati dal professor Nicolas Sangouard dell'Università di Basilea e dal professor Renato Renner dell'ETH di Zurigo ha sviluppato le basi teoriche per un protocollo di comunicazione che offre la massima protezione della privacy e può essere implementato sperimentalmente. Questo protocollo garantisce la sicurezza non solo contro gli hacker con computer quantistici, ma anche nei casi in cui i dispositivi utilizzati per la comunicazione siano "scatole nere" la cui affidabilità è una qualità del tutto sconosciuta. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Lettere di revisione fisica e hanno richiesto un brevetto.

Diluire le informazioni con il rumore

Mentre ci sono già alcune proposte teoriche per protocolli di comunicazione con scatole nere, c'era un ostacolo alla loro implementazione sperimentale:i dispositivi utilizzati dovevano essere altamente efficienti nel rilevare le informazioni sulla chiave crittografica. Se troppe unità di informazione (sotto forma di coppie di particelle di luce entangled) non sono state rilevate, era impossibile sapere se fossero stati intercettati da terzi.

Il nuovo protocollo supera questo ostacolo con un trucco:i ricercatori aggiungono rumore artificiale alle informazioni effettive sulla chiave crittografica. Anche se molte delle unità informative non vengono rilevate, un intercettatore riceve così poche informazioni reali sulla chiave crittografica che la sicurezza del protocollo rimane garantita. In questo modo, i ricercatori hanno abbassato il requisito sull'efficienza di rilevamento dei dispositivi.

"Da quando sono disponibili i primi computer quantistici su piccola scala, abbiamo urgente bisogno di nuove soluzioni per la tutela della privacy, " afferma il professor Sangouard. "Il nostro lavoro rappresenta un passo significativo verso la prossima pietra miliare nelle comunicazioni sicure".