ML-DSA (Algoritmo de Firma Digital Basado en Módulos y RetÃculos) es el estándar de firma digital post-cuántica publicado por NIST en FIPS 204 en agosto de 2024, basado en el algoritmo CRYSTALS-Dilithium.
ML-DSA es un algoritmo de firma digital resistente a la computación cuántica que demuestra autenticidad e integridad, reemplazando las firmas RSA y ECDSA. El NIST lo estandarizó como FIPS 204 en agosto de 2024, basado en CRYSTALS-Dilithium, con tres conjuntos de parámetros: ML-DSA-44, ML-DSA-65 y ML-DSA-87. Es idóneo para la firma de código, la firma de documentos y la autenticación de certificados.
Puntos Clave
- ML-DSA es el principal estándar de firma digital post-cuántica del NIST, publicado como FIPS 204 en agosto de 2024.
- Se trata de la forma estandarizada de CRYSTALS-Dilithium, basada en los problemas de retÃculos MLWE y MSIS.
- Tres conjuntos de parámetros (ML-DSA-44/65/87) se corresponden aproximadamente con los niveles de seguridad AES-128, 192 y 256.
- ML-DSA-65 es la configuración predeterminada recomendada para la mayorÃa de las aplicaciones.
- Sustituye a las firmas RSA y ECDSA y resulta muy adecuada para la firma de código y firmware.
¿Qué es ML-DSA?
ML-DSA es un algoritmo de firma digital post-cuántica. Una firma digital demuestra que un mensaje, archivo o certificado proviene de una clave privada especÃfica y no ha sido alterado, función que actualmente desempeñan RSA y ECDSA. El NIST estandarizó ML-DSA en FIPS 204 en agosto de 2024, junto con ML-KEM (FIPS 203) para el establecimiento de claves.
¿Por qué es importante el ML-DSA?
Las firmas digitales son la base de la confianza en el software, los documentos y los certificados. Las firmas actuales se basan en RSA y criptografÃa de curva elÃptica , que una computadora cuántica que ejecute el algoritmo de Shor podrÃa falsificar. ML-DSA se basa en problemas de retÃculos sin un ataque cuántico eficiente conocido, por lo que las firmas creadas con él siguen siendo confiables en un mundo postcuántico. Esto es especialmente importante para los elementos firmados hoy que deben permanecer verificables durante años, como el firmware y el código de larga duración.
Cómo funciona ML-DSA
ML-DSA se basa en los problemas de Aprendizaje Modular con Errores (MLWE) y Solución Modular de Enteros Cortos (MSIS). Al igual que otros esquemas de firma, utiliza tres operaciones: la generación de claves produce un par de claves pública y privada, la firma utiliza la clave privada para generar una firma sobre un mensaje y la verificación utiliza la clave pública para confirmar que la firma es válida y que el mensaje no ha sufrido modificaciones.
Conjuntos de parámetros ML-DSA
La norma FIPS 204 define tres conjuntos de parámetros que establecen un equilibrio entre la solidez de la seguridad y el tamaño de las firmas y las claves.
| Conjunto de parámetros | Nivel de seguridad | Uso tÃpico |
|---|---|---|
| ML-DSA-44 | Aproximadamente AES-128 (Nivel 2) | Necesidades de ligereza. |
| ML-DSA-65 | Aproximadamente AES-192 (Nivel 3) | Valor predeterminado recomendado para la mayorÃa de las aplicaciones. |
| ML-DSA-87 | Aproximadamente AES-256 (Nivel 5) | Máxima seguridad, incluidos los sistemas de seguridad nacional. |
ML-DSA frente a firma de código
La firma de código y firmware se encuentra entre los usos más urgentes de ML-DSA, ya que los artefactos firmados pueden permanecer en funcionamiento durante muchos años. La guÃa CNSA 2.0 de EE. UU . exige que la firma de software y firmware utilice firmas resistentes a la computación cuántica para los sistemas de seguridad nacional, con el objetivo de que su uso exclusivo comience en 2027. Migrar la firma a ML-DSA, a menudo inicialmente en formato hÃbrido, protege la integridad del software hasta bien entrada la era cuántica. Consulte qué son los certificados hÃbridos.
Cómo ayuda la consultorÃa de cifrado
El servicio de asesoramiento sobre PQC de Encryption Consulting le ayuda a adoptar ML-DSA como parte de una migración más amplia, y CodeSign Secure admite la firma de código y firmware post-cuántica para que sus firmas sigan siendo válidas en la era cuántica. Todo ello respaldado por las prácticas certificadas ISO/IEC 27001:2022 y SOC 2.
Preguntas frecuentes
¿ML-DSA es lo mismo que Dilithium?
ML-DSA es la versión estandarizada de CRYSTALS-Dilithium. Dilithium fue el algoritmo seleccionado en la competición post-cuántica del NIST, y el NIST lo estandarizó como ML-DSA en FIPS 204 en agosto de 2024. Si bien ambos nombres hacen referencia al mismo esquema de firma, ML-DSA es el nombre oficial del estándar que se utilizará en adelante.
¿Cuál es la diferencia entre ML-DSA y ML-KEM?
Cumplen funciones distintas. ML-DSA (FIPS 204) es un algoritmo de firma digital que se utiliza para demostrar autenticidad e integridad, sustituyendo a las firmas RSA y ECDSA. ML-KEM (FIPS 203) es un mecanismo de encapsulación de claves que se utiliza para establecer una clave secreta compartida, sustituyendo a RSA y al intercambio de claves Diffie-Hellman. Muchos sistemas utilizarán ambos conjuntamente.
¿Qué conjunto de parámetros ML-DSA debo usar?
ML-DSA-65 es la opción predeterminada recomendada para la mayorÃa de las aplicaciones, ofreciendo una seguridad aproximadamente equivalente a AES-192. ML-DSA-44 es la opción más ligera (nivel AES-128), y ML-DSA-87 está diseñada para satisfacer las necesidades de seguridad más exigentes, como las de los sistemas de seguridad nacional (nivel AES-256). La elección busca un equilibrio entre los requisitos de seguridad y el tamaño de la firma y la clave.
¿Para qué se utiliza ML-DSA?
ML-DSA es un algoritmo de firma post-cuántica de propósito general. Es adecuado para la firma de código, firmware, documentos, certificados y autenticación de protocolos; en definitiva, para cualquier aplicación donde una firma digital demuestre quién creó algo y que no ha sido alterado. Es una alternativa directa y segura frente a la computación cuántica para las firmas ECDSA y RSA.
¿Es ML-DSA seguro frente a la computación cuántica?
ML-DSA está diseñado para resistir tanto ataques clásicos como cuánticos. Su seguridad se basa en la dificultad de los problemas de Aprendizaje con Errores de Módulos y Solución de Enteros Cortos de Módulos, para los cuales no existe un algoritmo cuántico eficiente conocido. El NIST lo estandarizó en FIPS 204 especÃficamente como un esquema de firma resistente a la computación cuántica.
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