Algoritmos de cifrado

Un algoritmo de cifrado es un conjunto de reglas y procedimientos matemáticos que sirven para cifrar y descifrar información, de forma que quede fuera del alcance de cualquiera que no esté autorizado a leerla mientras se transmite o se almacena.

Los algoritmos de este tipo son los que hacen posible la confidencialidad en un entorno digital, y aparecen por todas partes: la comunicación segura por internet, el almacenamiento protegido de registros sensibles, las actualizaciones de software firmadas, las copias de seguridad cifradas.

Lo que hacen es transformar la información de una forma legible a una ilegible, el texto cifrado, usando una clave concreta. Solo quien tiene la clave correcta puede deshacer esa transformación y recuperar el original. Eso es lo que permite sobrevivir a una interceptación: un tercero que captura el texto cifrado sin la clave no ha capturado nada legible.

Simétrico y asimétrico

Hay dos familias principales.

Los algoritmos simétricos usan la misma clave para cifrar y para descifrar. Son rápidos y eficientes, y eso es lo que los convierte en la elección adecuada para grandes volúmenes de datos: el cifrado de disco, el cifrado de bases de datos, el grueso de una sesión TLS una vez establecida.

Los algoritmos asimétricos usan un par de claves, una pública y otra privada. Son más lentos, y su valor está en otra parte: el intercambio de claves, las firmas digitales y la autenticación. Resuelven el problema que la criptografía simétrica no puede resolver por sí sola, que es cómo dos partes que nunca se han visto acuerdan un secreto compartido por un canal en el que puede haber alguien escuchando.

Casi todos los sistemas reales usan los dos. La parte asimétrica establece la sesión y la simétrica transporta el tráfico.

Cuánta seguridad ofrece de verdad un sistema criptográfico depende en gran medida de la solidez del algoritmo elegido y del tamaño de la clave, y la respuesta cambia con el tiempo: un algoritmo que era suficiente hace quince años puede estar roto, estar descartado o sencillamente quedarse corto hoy.

Un ejemplo

Dos partes, llamémoslas Alice y Bob, quieren comunicarse de forma segura por internet. Usan un algoritmo asimétrico como RSA. Cada una genera un par de claves, una pública y otra privada.

Alice comparte su clave pública con Bob, y Bob comparte la suya con Alice. Cuando Alice quiere enviarle un mensaje a Bob, lo cifra con la clave pública de Bob.

Solo Bob, que tiene la clave privada correspondiente, puede descifrarlo y leerlo. Esa es la idea entera: las claves hacen posible comunicarse de forma segura a través de un canal que no controla nadie.

Por algoritmo o por estado del dato: dos formas de ordenar el cifrado

Este glosario clasifica el cifrado de dos maneras que no compiten entre sí, y mezclarlas es lo que hace que una respuesta de auditoría parezca completa sin serlo.

Esta ficha clasifica por algoritmo: simétrico o asimétrico, qué clave cifra y qué clave descifra.

El cifrado en reposo y el cifrado en tránsito clasifican por dónde está el dato cuando se protege. Lo que responden no es qué matemática se usa, sino de qué adversario protege cada uno: el disco robado y la copia de seguridad copiada en un caso, la interceptación en la red en el otro. Ninguno de los dos protege de una credencial robada, que es como ocurren casi todas las brechas.

La criptografía post-cuántica es un tercer eje, el del tiempo: qué algoritmos dejan de poder usarse en cuanto exista un ordenador cuántico suficientemente grande. Afecta a los asimétricos, que son los que sostienen el intercambio de claves y las firmas, y afecta muy poco a los simétricos.

Los tres ejes son independientes. Un sistema puede usar RSA, no tener nada cifrado en reposo y seguir expuesto a que alguien guarde hoy su tráfico para descifrarlo dentro de diez años.

Y hay una pregunta que el algoritmo no responde: quién garantiza que una clave pública es de quien dice ser. Para eso está la infraestructura de clave pública.

Dónde leer más

NIST, Cryptographic Toolkit: el National Institute of Standards and Technology publica los estándares y el material de referencia de los algoritmos que están en uso, incluido cuáles están aprobados y cuáles se han retirado.

Crypto101: una introducción gratuita a la criptografía, útil para entender tanto la teoría como la forma en que se aplica.

Khan Academy, Cryptography: lecciones interactivas que cubren lo básico, incluida una introducción a los algoritmos de cifrado.