El mundo del cifrado ha experimentado una silenciosa revolución durante los últimos años. Esto se debe en gran parte a la llegada de técnicas que aprovechan las leyes de la mecánica cuántica para enviar mensajes con un grado perfecto de privacidad. La llamada criptografía cuántica asegura que un espía no pueda descodificar un mensaje, garantizado por las leyes de la física.

Pero a veces no es suficiente contar con una privacidad perfecta. A veces todo lo que necesita un adversario es tener el conocimiento de que un mensaje ha sido enviado. Por tanto surge la cuestión sobre cómo esconder un mensaje para que un espía no pueda saber si se ha enviado o no.

La disciplina, conocida como esteganografía o la comunicación secreta, es tan antigua como la criptográfica pero ha recibido mucha menos atención en los últimos años. Pero eso está a punto de cambiar gracias al trabajo de Boulat Bash en la Universidad de Massachusetts en Amherst (EEUU) y su equipo, que han descubierto la forma de camuflar mensajes de modo que estén garantizados matemáticamente.

Y han puesto en práctica sus ideas con una demostración de prueba de principio. "Hemos construido el primer sistema operativo con el que lograr una comunicación encubierta probada matemáticamente a lo largo de un canal físico", señalan.

La técnica es relativamente sencilla, y se basa en un método de comunicación conocido como modulación de posición de pulso. Consiste en dividir cada segundo (u otra unidad de tiempo) en un número de bandas horarias y asignarle un símbolo a cada una. Alice envía un mensaje a Bob transmitiendo pulsos durante bandas que se correspondan con el símbolo deseado, y después Bob los va viendo en el orden en que los recibe.

Por supuesto, existe un importante inconveniente. Este sistema requiere que el emisor y el receptor acuerden la estructura de la banda y los símbolos a los que se refieren. Y esto debe hacerse por adelantado y en secreto.

Esto permite que Alice y Bob envíen mensajes cifrados (cuya longitud dependerá de la longitud de la información compartida de antemano).

La cuestión es cómo ocultar esta información. Y la respuesta está a la vista. Bash asume que el mensaje se envía utilizando fotones y que el entorno suministra una cierta cantidad de ruido, usado para camuflar la señal. Por ejemplo, asumen que los detectores de fotones no son perfectos y siempre producen un cierto número de cuentas oscuras en las que registran un fotón sin haberlo recibido.

Bash y su equipo se enfocan en cacular el número de fotones de señalización que pueden enviarse en este entorno ruidoso garantizando al mismo tiempo que un intruso no pueda distinguirlos de los antecedentes. Esto es posible debido a que el observador (Willie, así lo llama) no sabe cuándo se envían los pulsos de señalización y siempre detecta fotones ruidosos adicionales que confunden aún más las cosas.

El avance consiste en demostrar que el mensaje siempre puede ser camuflado con una probabilidad arbitraria de detección, siempre y cuando el ruido esté dentro de ciertos límites. La investigación muestra que esto es cierto incluso cuando Willie recoge todos los fotones que Bob no recibe.

En otras palabras, Alice y Bob pueden elegir el nivel de secreto de su mensaje por adelantado. Y aunque no pueden elegir un grado de secreto perfecto, pueden acercarse tanto como quieran. Así que Alice y Bob podrían elegir una tasa de bits más baja cuando quieran que sus mensajes tengan una menor probabilidad de detección.

Para probar la viabilidad de su esquema, los investigadores han construido y probado un prototipo que envía mensajes a través de una fibra óptica. Alice transmite los pulsos y un divisor de haz en el otro extremo se asegura de que Willie recoja todos los fotones que no envía a Bob.

Y el experimento funciona bien. "Hemos demostrado que la comunicación óptica encubierta es prácticamente alcanzable", señala Bash.

Esto debería tener algunas aplicaciones interesantes. Sin embargo, ni Bash ni su grupo saben decirnos quiénes podrían estar interesados en este tipo de comunicaciones encubiertas. Las sugerencias, por favor, en la sección de comentarios.

Ref: arxiv.org/abs/1404.7347 : Covert Optical Communication