Cómo los algoritmos de encriptación protegen sus datos: de la teoría a la práctica

En el mundo de las tecnologías digitales, la protección de la información se vuelve cada vez más crítica. Cada vez que envías un mensaje, haces una compra en línea o accedes a una cartera de criptomonedas, tus datos pasan por encriptación. Pero, ¿sabes cómo funcionan exactamente estos algoritmos de encriptación? Examinemos dos enfoques principales que garantizan la seguridad en el mundo digital moderno.

Dos caminos de la encriptación: simétrica y asimétrica

La criptografía se divide en dos ramas fundamentales: la criptografía con clave simétrica y la criptografía con clave pública. La primera categoría abarca el cifrado simétrico, mientras que la segunda incluye tanto el cifrado asimétrico como las firmas digitales. Esta clasificación refleja diferentes necesidades de protección de la información.

La principal diferencia radica en la forma de gestionar las claves. Mientras que la encriptación simétrica utiliza una sola clave tanto para codificar como para decodificar datos, la encriptación asimétrica trabaja con dos claves interrelacionadas. No es solo un detalle técnico, es un enfoque fundamentalmente diferente para proteger la información.

¿Qué son las claves criptográficas y cómo funcionan?

En el nivel más básico, una clave de encriptación es un conjunto de bits que transforma matemáticamente la información. Sin embargo, las formas de utilizar estas claves difieren drásticamente.

En los algoritmos de encriptación simétrica, la misma clave cumple ambas funciones: quien encripta los datos y quien los desencripta tienen la misma clave. Imagínese esto como una cerradura física: si dos personas tienen la misma llave para una cerradura, ambas pueden abrirla.

La encriptación asimétrica cambia esta lógica. Aquí existe una clave pública ( que se puede distribuir ) y una clave privada ( que debe mantenerse en secreto ). Si Katya quiere enviar un mensaje protegido a Maxim, lo encripta con la clave pública de Maxim. Solo Maxim podrá descifrar el mensaje usando su clave privada. Incluso si un atacante intercepta el mensaje y encuentra la clave pública, no podrá leerlo; para eso se necesita precisamente la clave privada.

Longitud de las claves: por qué 128 bits no son suficientes para ambos tipos

El tamaño de la clave afecta directamente a la resistencia criptográfica. En la encriptación simétrica, las claves generalmente tienen una longitud de 128 o 256 bits. Esta longitud es suficiente, ya que no hay relación matemática entre la clave pública y la clave privada en los sistemas simétricos.

En el cifrado asimétrico, la situación es diferente. Las claves pública y privada están relacionadas por una regularidad matemática, lo que teóricamente permite a un atacante intentar adivinar la clave privada en función de la pública. Para prevenir tales ataques, las claves asimétricas deben ser mucho más largas. Un nivel de seguridad aproximadamente equivalente es proporcionado por una clave simétrica de 128 bits y una clave asimétrica de 2048 bits. Es por eso que los sistemas asimétricos requieren una mayor potencia de cálculo.

Ventajas y desventajas: elección de la herramienta para la tarea

El encriptación simétrica claramente gana en velocidad. Los algoritmos de encriptación simétrica requieren menos recursos computacionales, por lo que son ideales para proteger grandes volúmenes de datos. Sin embargo, aquí surge un problema crítico: ¿cómo compartir la clave? Si la clave necesita ser dada a cada uno que requiera acceso a los datos, aumenta el riesgo de que sea interceptada.

La encriptación asimétrica resuelve el problema de la distribución de claves: se puede dar la clave pública a todos, sin temor a comprometerla. Pero el precio—es un trabajo más lento. Debido a la mayor longitud de las claves y cálculos más complejos, los sistemas asimétricos requieren muchos más recursos, por lo que no son adecuados para proteger grandes flujos de datos en tiempo real.

¿Dónde se aplican estos algoritmos de encriptación en la práctica?

Encriptación simétrica en acción

El estándar avanzado de encriptación (AES) es utilizado por el gobierno de EE. UU. para proteger información secreta y confidencial. Anteriormente, este papel lo cumplía DES (Data Encryption Standard), desarrollado en la década de 1970, pero ha perdido relevancia debido a la insuficiente longitud de clave. AES se convirtió en su sucesor y sigue siendo el estándar de la industria para la encriptación simétrica.

Encriptación asimétrica en las comunicaciones

El correo electrónico con encriptación es un ejemplo clásico del uso de cifrado asimétrico. Cualquiera puede encriptar mensajes conociendo la clave pública del destinatario, pero solo el propietario de la clave privada podrá descifrarlos.

Sistemas híbridos: lo mejor de ambos mundos

En la práctica, a menudo se utilizan enfoques combinados. Los protocolos SSL (Secure Sockets Layer) y TLS (Transport Layer Security) fueron diseñados para la transmisión segura de datos en Internet precisamente mediante un esquema híbrido. SSL ya se considera obsoleto y se ha dejado de soportar, mientras que TLS sigue siendo un estándar confiable, integrado en todos los navegadores y servidores web principales.

Criptografía en el mundo de las criptomonedas: un error común

En los sistemas de blockchain, incluyendo Bitcoin, se utilizan ampliamente pares de claves públicas y privadas. Sin embargo, esto no significa que se aplique la encriptación asimétrica. Aquí es importante distinguir entre dos formas de uso de las claves públicas: encriptación y firmas digitales.

Una firma digital se puede crear sin un cifrado directo. RSA es uno de los algoritmos que admite ambos métodos. Pero Bitcoin utiliza ECDSA (Algoritmo de Firma Digital de Curva Elíptica), que sirve para firmas digitales sin la aplicación de cifrado. Su clave pública es abierta, pero su clave privada no se necesita para descifrar, sino para firmar transacciones.

En cuanto a la protección de las criptobolsas mismas: cuando el usuario establece una contraseña para la bolsa, el archivo de configuración se encripta utilizando algoritmos de cifrado simétrico. Esto proporciona un nivel adicional de seguridad de los datos a nivel local.

Conclusión: ambos métodos siguen siendo necesarios

La encriptación simétrica y asimétrica sirven a diferentes propósitos. La simétrica es rápida, eficiente, y se utiliza a menudo dentro de los sistemas. La asimétrica es más segura para la distribución de claves, pero es más lenta. Por otro lado, su combinación en sistemas híbridos crea un equilibrio óptimo entre seguridad y rendimiento.

A medida que la criptografía avanza como ciencia, ambas clases de algoritmos de encriptación seguirán utilizándose activamente para protegerse contra nuevas y cada vez más complejas amenazas. Comprender cómo funcionan ayuda a tomar conciencia más profunda de por qué y cómo sus datos están protegidos en el mundo digital moderno.