Descripción del protocolo BB84
BB84 es el primer algoritmo del mundo de distribución cuántica de claves, propuesto por Charles Bennett y Gilles Brassard en 1984.
Alicia genera una secuencia aleatoria de bits (0 y 1) y elige aleatoriamente una base de medición para cada bit:
- Base rectilínea: 0° (polarización vertical) para 0, 90° (horizontal) para 1
- Base diagonal: 45° para 0, 135° para 1
En el juego: eliges la polarización manualmente o usas el envío automático.
Alicia envía cada fotón (cúbit) a Bob a través del canal cuántico. Los estados cuánticos no se pueden copiar (teorema de no clonación).
En el juego: el fotón viaja por el canal cuántico desde Alicia hasta Bob.
Para cada fotón que llega, Bob elige aleatoriamente una base de medición (rectilínea o diagonal) y mide el fotón en esa base.
En el juego: Bob elige automáticamente una base aleatoria y muestra el resultado de la medición.
Tras enviar todos los fotones, Alicia y Bob usan el canal clásico (normal) para comunicarse qué base usaron para cada bit, pero no los valores de los bits.
En el juego: al pulsar "Filtrar clave" se activa el canal clásico para intercambiar la información de las bases.
Alicia y Bob conservan solo los bits cuyas bases coincidieron (alrededor del 50% de los enviados). El resto se descarta.
En el juego: se construye una clave en bruto a partir de las mediciones coincidentes.
En el protocolo real, Alicia y Bob comparan parte de los bits restantes (que luego se descartan). Si Eva estaba espiando, introdujo errores que se detectan al comparar.
En el juego: 30 bits aleatorios de la clave filtrada se comparan públicamente para estimar el QBER. El selector «Eva» muestra cómo el espionaje aumenta la tasa de errores.
Si la tasa de error está por debajo de un umbral determinado, los bits restantes forman la clave secreta. En caso contrario, la clave se descarta y el proceso se repite.
En el juego: si el QBER < 11%, los bits restantes pasan por la corrección de errores y se comprimen (XOR) en una clave de 8 bits; si el QBER ≥ 11%, la clave se descarta.
Seguridad del protocolo: La seguridad de BB84 se basa en principios fundamentales de la mecánica cuántica — cualquier intento de medir un estado cuántico lo altera, lo que permite detectar el espionaje.
1 / 4 — Квантовый канал
Etapa 1: Canal cuántico
Alicia elige una polarización aleatoria para cada cúbit y se lo envía a Bob. Bob elige de forma independiente una base de medición aleatoria para cada cúbit. Tú controlas el envío de Alicia mediante el panel de control.
Qué se simplifica: el ruido del canal es un ~2% fijo; Eva usa el ataque más simple de interceptar y reenviar; la corrección de errores y la amplificación de privacidad se muestran de forma esquemática (en la realidad se usan protocolos como Cascade o LDPC y hashing universal, con claves de miles de bits). El umbral de QBER del 11% es el conocido límite de seguridad de BB84.