¿Qué es la criptografía en seguridad? ¿Cuáles son los diferentes tipos de criptografía?

La criptografía es la ciencia que se encarga de proteger la información para que solo las partes autorizadas puedan leerla o usarla. Utiliza técnicas matemáticas para proteger los datos contra observadores externos y se presenta en tres formas principales: criptografía simétrica (clave secreta), criptografía asimétrica (clave pública) y funciones hash.

La criptografía es la práctica de proteger la información utilizando técnicas matemáticas para que solo las partes autorizadas puedan acceder a ella. Protege la comunicación y los datos contra observadores externos y es la base del cifrado. firmas digitalesy autenticación segura. La criptografía cuenta con tres tipos principales: criptografía simétrica (clave secreta), criptografía asimétrica (clave pública) y funciones hash. En conjunto, proporcionan confidencialidad, integridad, autenticación y no repudio.

Puntos Clave

• La criptografía es la ciencia que se ocupa de proteger la información mediante técnicas matemáticas para que solo las partes autorizadas puedan leerla o utilizarla.
• Existen tres tipos principales: simétrico (una clave secreta compartida), asimétrico (un par de claves pública y privada) y funciones hash (unidireccionales e irreversibles).
• La criptografía persigue cuatro objetivos: confidencialidad, integridad, autenticación y no repudio.
• El cifrado es una aplicación de la criptografía. La criptografía es un campo más amplio que también incluye el hash, las firmas digitales y el intercambio de claves.
• Los algoritmos más antiguos, como DES, MD5 y SHA-1, están obsoletos o han perdido vigencia. La criptografía moderna utiliza AES, SHA-2 o SHA-3, y está empezando a adoptar algoritmos post-cuánticos.

¿Qué es la criptografía?

La criptografía es el estudio y la práctica de proteger las comunicaciones y los datos de observadores externos. Funciona transformando la información legible (texto plano) en una forma ilegible (texto cifrado) utilizando un algoritmo y una clave. Solo alguien con la clave correcta puede revertir la transformación y recuperar la información original.

La solidez de un sistema criptográfico depende de la calidad de sus algoritmos y de la aleatoriedad y confidencialidad de sus claves, lo que hace que la clave sea difícil de adivinar y el sistema difícil de vulnerar.

Conviene distinguir entre criptografía y cifrado. CifradoEl cifrado, que consiste en la codificación reversible de datos, es una aplicación de la criptografía. La criptografía es la disciplina más amplia que también abarca el hashing (transformaciones unidireccionales), las firmas digitales y el intercambio seguro de claves. El cifrado es una herramienta; la criptografía es el campo de estudio.

Los cuatro objetivos de la criptografía

La criptografía está diseñada para lograr cuatro objetivos de seguridad. Las diferentes técnicas ofrecen diferentes combinaciones de ellos.

• Confidencialidad: Solo el destinatario previsto puede leer la información. Cualquier otra persona solo verá el texto cifrado.
• Integridad: La información no puede ser alterada durante su almacenamiento o transmisión sin ser detectada.
• Autenticación: El remitente y el destinatario pueden verificar la identidad del otro y el origen de los datos.
• No repudio: Un remitente no puede negar posteriormente haber enviado un mensaje, lo cual es esencial para los contratos y las transacciones financieras.

Una breve historia de la criptografía

La criptografía comenzó con cifrados sencillos, siendo el primer ejemplo conocido el cifrado César, que desplazaba cada letra de un mensaje un número fijo de posiciones. Los primeros cifrados utilizaban claves y texto plano, al igual que los sistemas modernos, pero eran mucho más fáciles de descifrar. Con el tiempo, a medida que crecía la necesidad de proteger los datos y se descifraban los antiguos cifrados, la criptografía avanzó hacia los complejos algoritmos matemáticos que se utilizan hoy en día, algunos de los cuales tardarían muchos años en ser descifrados por los ordenadores actuales, y algunos (como las funciones hash) son deliberadamente irreversibles.

Tipos de cifrados

Un cifrado es un algoritmo para realizar cifrado y descifrado. Los cifrados se pueden clasificar según cómo transforman los datos:

• Cifrado de sustitución: Cada unidad de texto plano se reemplaza por otra, como en el cifrado César.
• Cifrado de transposición: Las posiciones de las unidades se reorganizan según un sistema.
• Cifrado de flujo: Los datos se cifran bit a bit o byte a byte mediante una secuencia de claves.
• Cifrado por bloques: Los datos se cifran en bloques de tamaño fijo, como AES hace.
• Cifrado de clave pública: Se utiliza un par de claves relacionadas matemáticamente, una para cifrar y otra para descifrar.

Los tres tipos principales de criptografía

La criptografía moderna se divide generalmente en tres categorías, cada una con propósitos diferentes.

Tipo	Cómo funciona	Algoritmos comunes
Simétrico (clave secreta)	Una única clave compartida cifra y descifra. Rápido; ideal para grandes volúmenes de datos.	AES; DES (obsoleto); 3DES (obsoleto)
Asimétrico (clave pública)	Un par de claves, una pública y otra privada; una cifra y la otra descifra.	RSA, ECC, Diffie-Hellman
Funciones hash	Transformación unidireccional e irreversible a un valor de longitud fija.	SHA-2, SHA-3; MD5 y SHA-1 (rotos)

1. Criptografía simétrica (clave secreta)

La criptografía simétrica utiliza una única clave compartida tanto para el cifrado como para el descifrado. Es la forma más rápida de criptografía, lo que la hace ideal para cifrar grandes cantidades de datos. Su principal desafío radica en que la clave compartida debe entregarse de forma segura a ambas partes, por lo que se suele utilizar para datos en reposo o combinada con criptografía asimétrica para datos en tránsito. El algoritmo más utilizado es AES; DES está en desuso. Consulte la explicación de EC sobre el cifrado simétrico para obtener más detalles.

2. Criptografía asimétrica (de clave pública)

La criptografía asimétrica utiliza dos claves relacionadas matemáticamente: una clave pública que se puede compartir libremente y una clave privada que se mantiene en secreto. Los datos cifrados con una clave solo se pueden descifrar con la otra. Fundamentalmente, la clave privada no se puede derivar de la clave pública, lo que hace que sea seguro publicar la clave pública. Esto resuelve el problema de distribución de claves que limita la criptografía simétrica y permite las firmas digitales. Algunos algoritmos comunes incluyen: RSA, criptografía de curva elíptica (ECC), y Diffie-Hellman.

3. Funciones hash

Una función hash es una transformación unidireccional e irreversible que convierte una entrada de cualquier tamaño en una salida de longitud fija llamada hash. Una buena función hash produce una salida única para cada entrada, y la única forma de revertirla es probar todas las entradas posibles. Debido a que son irreversibles, los hashes se utilizan para proteger contraseñas y verificar la integridad de los datos, y son un componente básico de las firmas y certificados digitales. Las opciones seguras actuales son la familia SHA-2 (SHA-256, SHA-384, SHA-512) y SHA-3. Las funciones más antiguas, como MD5 y SHA-1 están rotos y no deberían usarse. para fines de seguridad.

La criptografía y la transición postcuántica

La criptografía está experimentando su mayor cambio en décadas. Una computadora cuántica suficientemente potente que ejecute el algoritmo de Shor podría romper la criptografía asimétrica actual (RSA, ECC, Diffie-Hellman), que protege el intercambio de claves y las firmas digitales. En respuesta, el NIST estandarizó algoritmos post-cuánticos en agosto de 2024, incluyendo ML-KEM (FIPS 203) para establecimientos clave y ML-DSA (FIPS 204) para firmas. La criptografía simétrica y las funciones hash se ven mucho menos afectadas: AES-256 y SHA-384 o superior siguen siendo seguras. Consulte los recursos de criptografía postcuántica de EC para obtener más información sobre cómo funciona la migración.

Cómo ayuda la consultoría de cifrado

Comprender los tipos de criptografía es el punto de partida; aplicarlos correctamente en toda una organización es la parte difícil. Servicios de asesoramiento sobre cifrado ayudar a las organizaciones a elegir las técnicas criptográficas adecuadas para cada caso de uso, diseñar una arquitectura alineada con NIST y FIP Brindamos orientación y establecemos una gestión de claves sólida, incluyendo almacenamiento de claves respaldado por HSM. A medida que los algoritmos evolucionan hacia estándares post-cuánticos, también contribuimos a desarrollar la criptoagilidad necesaria para adaptarse sin necesidad de rediseñar los sistemas. Contamos con el respaldo de las prácticas certificadas ISO/IEC 27001:2022 y SOC 2.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la criptografía en términos sencillos?

La criptografía es la ciencia que protege la información mediante técnicas matemáticas, de modo que solo las personas autorizadas puedan leerla o utilizarla. Codifica los datos legibles, transformándolos en un formato ilegible que solo puede recuperarse con la clave correcta. La criptografía protege mensajes privados, pagos en línea y archivos almacenados, y también permite verificar quién envió un mensaje y confirmar que los datos no han sido manipulados.

¿Cuáles son los tres tipos principales de criptografía?

Los tres tipos principales son la criptografía simétrica, la criptografía asimétrica y las funciones hash. La criptografía simétrica (de clave secreta) utiliza una clave compartida para cifrar y descifrar, y es rápida. La criptografía asimétrica (de clave pública) utiliza un par de claves, una pública y otra privada, y resuelve el problema de compartir claves de forma segura. Las funciones hash son transformaciones unidireccionales e irreversibles que se utilizan para proteger contraseñas y verificar la integridad de los datos. La mayoría de los sistemas utilizan una combinación de los tres tipos.

¿Cuál es la diferencia entre criptografía y cifrado?

La criptografía es el amplio campo de la seguridad de la información mediante técnicas matemáticas. El cifrado es una aplicación dentro de este campo: el proceso reversible de codificar datos para que posteriormente puedan descifrarse con una clave. La criptografía también incluye el hash (transformaciones unidireccionales), las firmas digitales y el intercambio seguro de claves. En resumen, el cifrado es una herramienta específica y la criptografía es la disciplina más amplia que la engloba.

¿Cuáles son los cuatro objetivos de la criptografía?

Los cuatro objetivos son la confidencialidad, la integridad, la autenticación y el no repudio. La confidencialidad mantiene los datos en secreto para cualquiera que no posea la clave. La integridad garantiza que los datos no hayan sido alterados. La autenticación verifica la identidad del remitente y del destinatario. El no repudio impide que un remitente niegue posteriormente haber enviado un mensaje. Las diferentes técnicas criptográficas ofrecen distintas combinaciones de estos cuatro objetivos.

¿Para qué se utiliza una función hash?

Una función hash transforma una entrada de cualquier tamaño en una salida de longitud fija y es irreversible, lo que significa que no se puede recuperar la entrada original a partir del hash. Esto hace que los hashes sean ideales para almacenar contraseñas (el sistema almacena el hash, no la contraseña), verificar que los datos no hayan cambiado (cualquier cambio produce un hash diferente) y generar firmas y certificados digitales. Actualmente, las funciones hash seguras incluyen la familia SHA-2 y SHA-3.

¿Qué algoritmos criptográficos se consideran todavía seguros?

Para el cifrado simétrico, AES (especialmente AES-256) es el estándar. Para el hash, la familia SHA-2 (SHA-256, SHA-384, SHA-512) y SHA-3 son seguras. En criptografía asimétrica, RSA y ECC siguen siendo seguras frente a ordenadores clásicos, pero se ven amenazadas por los futuros ordenadores cuánticos, razón por la cual el NIST ha estandarizado algoritmos postcuánticos como ML-KEM y ML-DSA. Evite DES, 3DES, MD5 y SHA-1, ya que están rotos o en desuso.

Aplique la criptografía adecuada a sus necesidades.

Conocer los tipos de criptografía es una cosa; implementarlos de forma segura con una gestión de claves sólida es otra. Explore Encryption Consulting. Servicios de asesoramiento sobre cifrado Diseñar y fortalecer una estrategia criptográfica alineada con las directrices del NIST y el FIPS.