Control de los estados de polarización de la luz para protocolos de seguridad en la transmisión de información
El presente trabajo aborda el desafío de la seguridad en la transmisión de información, ante la inminente aparición de computadores cuánticos capaces de vulnerar los algoritmos criptográficos clásicos. Se implementó un sistema experimental de distribución cuántica de claves basado en el protocolo BB...
- Autores:
-
Rojas Garreta, Miguel Angel
Moreno López, Juan Camilo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/16272
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/16272
https://red.uao.edu.co/
- Palabra clave:
- Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Distribución Cuántica de Claves (QKD)
Protocolo BB84
Estados de Polarización de Fotones
Tasa de Error de Bit Cuántico (QBER)
Principio de No Clonación Cuántica
Superposición Cuántica
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El presente trabajo aborda el desafío de la seguridad en la transmisión de información, ante la inminente aparición de computadores cuánticos capaces de vulnerar los algoritmos criptográficos clásicos. Se implementó un sistema experimental de distribución cuántica de claves basado en el protocolo BB84, orientado a demostrar la factibilidad de soluciones de bajo costo para entornos académicos y de investigación. La investigación comprendió: (i) la revisión de los fundamentos teóricos de la polarización de la luz, la birrefringencia y la criptografía cuántica; (ii) el diseño de la arquitectura global del transmisor (Alice) y del receptor (Bob), integrando elementos ópticos como láminas de onda, diodos láser, filtros atenuadores y detectores de avalancha; y (iii) el desarrollo de la lógica de control y sincronización mediante FPGA y microcontroladores, con interfaz web para monitoreo en tiempo real. Además, se exploraron alternativas de control automatizado de la polarización, como uso de cristales líquidos y láminas de media onda, optando por la fabricación un rotador de polarización motorizado que reemplaza la rotación manual de la lámina, disminuyendo los tiempos de ajuste e incrementando la estabilidad del sistema. Las pruebas experimentales confirmaron la correcta generación y detección de los cuatro estados de polarización requeridos por BB84, así como la obtención de claves válidas tras los procesos de depurado y reconciliación. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de implementar distribución cuántica de claves con componentes comerciales accesibles y sientan las bases para futuras investigaciones en criptografía cuántica aplicada |
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Herrera Trujillo, Alba Marcelavirtual::6274-1Calderón Losada, OmarRojas Garreta, Miguel AngelMoreno López, Juan CamiloUniversidad Autónoma de OccidenteRubio Wilson, Helmut Alexandervirtual::6275-12025-08-26T13:52:44Z2025-08-26T13:52:44Z2025-07-25Rojas Garreta, M. A. y Moreno López, J. C. (2025). Control de los estados de polarización de la luz para protocolos de seguridad en la transmisión de información. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/16272https://hdl.handle.net/10614/16272Universidad Autónoma de OccidenteRespositorio Educativo Digital UAOhttps://red.uao.edu.co/El presente trabajo aborda el desafío de la seguridad en la transmisión de información, ante la inminente aparición de computadores cuánticos capaces de vulnerar los algoritmos criptográficos clásicos. Se implementó un sistema experimental de distribución cuántica de claves basado en el protocolo BB84, orientado a demostrar la factibilidad de soluciones de bajo costo para entornos académicos y de investigación. La investigación comprendió: (i) la revisión de los fundamentos teóricos de la polarización de la luz, la birrefringencia y la criptografía cuántica; (ii) el diseño de la arquitectura global del transmisor (Alice) y del receptor (Bob), integrando elementos ópticos como láminas de onda, diodos láser, filtros atenuadores y detectores de avalancha; y (iii) el desarrollo de la lógica de control y sincronización mediante FPGA y microcontroladores, con interfaz web para monitoreo en tiempo real. Además, se exploraron alternativas de control automatizado de la polarización, como uso de cristales líquidos y láminas de media onda, optando por la fabricación un rotador de polarización motorizado que reemplaza la rotación manual de la lámina, disminuyendo los tiempos de ajuste e incrementando la estabilidad del sistema. Las pruebas experimentales confirmaron la correcta generación y detección de los cuatro estados de polarización requeridos por BB84, así como la obtención de claves válidas tras los procesos de depurado y reconciliación. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de implementar distribución cuántica de claves con componentes comerciales accesibles y sientan las bases para futuras investigaciones en criptografía cuántica aplicadaProyecto de grado (Ingenieros Electrónicos y de Telecomunicaciones)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2025PregradoIngeniero(a) en Electrónica y Telecomunicaciones118 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería Electrónica y TelecomunicacionesFacultad de Ingeniería y Ciencias BásicasCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Control de los estados de polarización de la luz para protocolos de seguridad en la transmisión de informaciónTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85[1] C. 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