¿Qué es la criptografía? Importancia, tipos y riesgos

Las defensas tradicionales (cortafuegos y antivirus) ya no bastan para mantener a salvo los datos de las empresas. Es cierto que estas soluciones antiguas detienen algunas amenazas, pero ¿pueden realmente proteger sus datos de los ciberdelincuentes que campan a sus anchas hoy en día? Ahí eses aquí donde la criptografía entra en juego como componente fundamental de las estrategias modernas de ciberseguridad, ya que permite un blindaje robusto para proteger los activos digitales.

Esta entrada del blog analiza cómo la criptografía puede convertirse en la primera línea de defensa de su organización frente a este tipo de amenazas. Profundiza en los conceptos básicos, incluyendo la definición de criptografía, cómo protege la información confidencial y qué tipos y algoritmos impulsan estas medidas de protección. Además, también se analizan los riesgos potenciales asociados, las mejores prácticas para su implementación y el futuro de la criptografía.

¿Qué es la criptografía en la ciberseguridad?

La criptografía es el proceso de garantizar la seguridad de las comunicaciones y la protección de la información mediante la codificación de los mensajes de tal manera que solo el destinatario al que van dirigidos pueda leerlos o procesarlos. Esto constituye una función muy básica de la ciberseguridad para proteger la información del acceso no autorizado y garantizar su integridad mediante la autenticación de usuarios y dispositivos. La información confidencial no queda expuesta en texto claro cuando los datos se someten a un proceso de hash; es decir, incluso si los datos son interceptados, no serán inteligibles a menos que se disponga de las claves de interceptación.

La criptografía se ha utilizado comúnmente en civilizaciones antiguas para la protección de secretos militares y para la protección, junto con otra información extra sensible, que transmitían los diplomáticos. Hoy en día, la tecnología es una parte integral de la ciberseguridad moderna, ya que respalda los fundamentos de la seguridad, como las comunicaciones seguras, la protección de datos, la identificación digital, etc.

¿Qué es un algoritmo criptográfico?

Un algoritmo criptográfico es un procedimiento matemático para los procesos de cifrado y descifrado. Describe cómo el texto sin formato, que son datos legibles, se convierte en texto cifrado o datos codificados y viceversa. Estos algoritmos están diseñados de manera que el cifrado resultante sea tan limitado y fuerte que no permita el acceso no autorizado, pero que, al mismo tiempo, sea más fácil para un usuario autorizado descifrar el texto cifrado cuando sea necesario.

Tipos de algoritmos criptográficos

Los algoritmos criptográficos se pueden dividir en cuatro tipos de clases:

1. Algoritmos de clave simétrica

La criptografía de clave simétrica, o criptografía de clave secreta, utiliza una sola clave tanto para el remitente como para el destinatario, tanto para el cifrado como para el descifrado. La misma clave es utilizada exclusivamente por usuarios autorizados, manteniendo los secretos ocultos a entidades desconocidas.

Ejemplo: El Estándar de Cifrado Avanzado (AES) es el algoritmo de clave simétrica más utilizado y muy eficaz a la hora de proporcionar un cifrado sólido, por lo que es ideal para proteger información confidencial que afecta a diversos sectores.

Casos de uso: Se utilizan ampliamente para el cifrado de datos en reposo, por ejemplo, para archivos almacenados en discos duros o en la nube. Protegen los canales de comunicación a través de VPN y aplicaciones de mensajería segura, que requieren rendimiento y eficiencia.

2. Algoritmos de clave asimétrica

La criptografía de clave asimétrica también se denomina criptosistema de clave pública, ya que utiliza un par de claves: una pública y otra privada. El cifrado se realiza con la clave pública y el descifrado con la privada. Pero el único secreto que hay que mantener es la clave privada.

Ejemplo: RSA es un algoritmo asimétrico muy conocido por todos, que se utiliza para fines generales y en aplicaciones destinadas a proteger el intercambio de información confidencial. RSA se puede aplicar en muchas áreas: firmas digitales, intercambio seguro de claves y protocolos SSL/TLS, que son la base para proteger el tráfico web.

Casos de uso: Algunos de los casos de uso de los algoritmos de clave asimétrica incluyen:

Necesario cuando la distribución de claves es muy segura, como en Internet, para establecer una conexión segura.
Necesario para verificar el origen de una firma digital de Internet, de modo que las propias firmas digitales sean fiables.

3. Funciones hash

Los algoritmos de hash representan los datos de entrada en un tamaño hash, normalmente en una cadena de caracteres. Se realiza de forma unidireccional con funciones hash, de manera que no se puede revertir el valor hash para recuperar los datos. Esto es muy adecuado para la comprobación de la integridad de los datos.

Ejemplo: En un algoritmo de clave asimétrica, se utiliza SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256-bit). La importancia de este algoritmo radica en su uso principalmente en la tecnología blockchain, que es muy importante para esta tecnología porque garantiza la vulnerabilidad o la alteración de los datos de las transacciones. Otros usos del SHA-256 son el hash de contraseñas y los certificados digitales.

Casos de uso: Los algoritmos de hash se utilizan para garantizar la integridad de los archivos de datos y los mensajes disponibles, de modo que no cambien ni durante la transmisión ni cuando están en reposo. Por lo tanto, el hash se utiliza para comprobar la integridad de los archivos y los mensajes.

4. Criptografía híbrida

La criptografía híbrida combina la criptografía simétrica y la asimétrica. Por lo general, implica el uso de la criptografía asimétrica para intercambiar de forma segura una clave simétrica, a menudo una clave de sesión de un solo uso, para el cifrado y descifrado eficiente de los datos.

Ejemplo: el protocolo SSL/TLS está diseñado utilizando un enfoque híbrido: el uso de una clave pública para cifrar la clave de sesión garantiza un intercambio seguro de claves, mientras que el rápido proceso de cifrado simétrico de los datos en la sesión garantiza un cifrado eficiente de los datos.

Casos de uso: La criptografía híbrida se utiliza para transacciones en línea seguras que son extremadamente sensibles a la seguridad y esenciales para el rendimiento. También se utiliza en esquemas de cifrado de correo electrónico, como Pretty Good Privacy, que implementa algunas de las técnicas criptográficas mencionadas anteriormente.

Ataques y amenazas asociados a la criptografía

Si se conocen los ataques o amenazas, se pueden establecer defensas contra ellos y medidas de mitigación.

1. Ataques de fuerza bruta:

Este tipo de ataque prueba sistemáticamente todas las claves hasta encontrar la correcta. El segundo factor en la fuerza de un algoritmo de cifrado es la longitud de la clave.

Prevención: Los ataques de fuerza bruta pueden contrarrestarse utilizando claves más largas y algoritmos de cifrado más complejos. Por ejemplo, AES-256 es mucho más difícil de atacar por fuerza bruta que AES-128.

2. Criptoanálisis

El criptoanálisis es el arte de examinar datos cifrados para encontrar sus características o patrones y luego explotar la amenaza revelada para encontrar una forma de romper el cifrado. Este enfoque puede dar lugar al desarrollo de técnicas para descifrar datos sin la clave.

Prevención: Los algoritmos criptográficos deben permanecer siempre a prueba de criptoanálisis mediante actualizaciones periódicas y estrictas auditorías de seguridad. En realidad, para los problemas dados se deben utilizar algoritmos que hayan demostrado resistencia a las técnicas de criptoanálisis conocidas.

3. Ataques de canal lateral

Estos ataques de canal lateral permiten que la implementación física del sistema criptográfico sea el objetivo, en lugar del algoritmo en sí. A menudo, en criptografía, la información de sincronización, el consumo de energía y las emisiones electromagnéticas se descuidan por completo en lo que respecta a la implementación de las primitivas criptográficas en la práctica.

Prevención: Se deben implementar técnicas de protección de canal lateral que utilicen la generación de ruido, la ecualización de la sincronización y el enmascaramiento del consumo de energía para proteger contra los ataques de canal lateral. Los controles de seguridad física de última generación deben considerarse factores importantes en lo que respecta a la protección de los dispositivos criptográficos.

4. Ataque de intermediario (MitM)

En un ataque de intermediario, un atacante escucha la conversación de dos partes y, en ocasiones, puede alterarla. La mayoría de las veces, la víctima no se entera de ello. Este tipo de ataque puede hacer que los datos transmitidos no sean fiables e invalidar su integridad.

Prevención: Los protocolos criptográficos fuertes, como TLS (Transport Layer Security) con una validación adecuada de los certificados, protegen contra un ataque MitM. Se debe aplicar el cifrado de extremo a extremo para proteger los datos incluso en caso de interceptación.

5. Ataques cuánticos

Los algoritmos criptográficos se utilizan actualmente y están implícitos en varios protocolos. Sin embargo, todos ellos pueden ser descifrados una vez que los ordenadores cuánticos sean lo suficientemente potentes, lo que actualmente se encuentra en fase de desarrollo.

Prevención: La investigación sobre la creación de algoritmos criptográficos seguros, conocida como criptografía poscuántica, aún está en curso. Se anima a las organizaciones a mantenerse al día sobre los avances en este campo y anticiparse al posterior cambio hacia procesos resistentes a la cuántica.

¿Cómo se utiliza la criptografía en la ciberseguridad?

La criptología es fundamental para la mayoría de los ámbitos de la ciberseguridad, ya que sirve de base para garantizar la seguridad de los procesos de intercambio de información, la protección de datos y la confirmación de la identidad.

Cifrado de datos: La criptología se aplica de dos formas: el cifrado de datos, que se ocupa de la información almacenada (datos en reposo), y la codificación de datos, en la que se cifran los datos en tránsito, denominados datos en movimiento.
Autenticación: Tecnologías como los certificados digitales y las firmas digitales permiten confirmar la identidad de los usuarios, los dispositivos y las aplicaciones.
Integridad de los datos: El uso de funciones hash garantiza que los datos no se hayan modificado durante la transmisión, por lo que se confirmará lo que se ha transmitido.
Comunicación segura: Técnicas como SSL/TLS protegen los dispositivos para que se comuniquen entre sí de forma lógica y también cifran la conversación para protegerla contra la interceptación y la modificación.
No repudio: Las firmas digitales asociadas al mensaje garantizan la autenticidad del remitente y evitan que cualquiera de las partes niegue haber enviado o recibido el mensaje.

¿Cuáles son las aplicaciones de la criptografía?

La criptografía garantiza un alto nivel de seguridad de la información en la mayoría de las profesiones en relación con la integridad, la confidencialidad y la autenticidad de los datos.

1. Comunicaciones seguras

Caso de uso: cifrado de correos electrónicos y mensajes para proteger el contenido del acceso no autorizado.
Ejemplo: El mejor ejemplo es que PGP (Pretty Good Privacy) se utiliza ampliamente para proteger las comunicaciones por correo electrónico, de modo que solo el destinatario o una persona autorizada pueda leerlas.

Aparte de los correos electrónicos, la criptografía protege las conversaciones incluso en aplicaciones de mensajería cifrada como Signal, lo que dificulta a los piratas informáticos interceptar o descifrar mensajes privados.

2. Comercio electrónico y transacciones en línea

Caso de uso: Procesar transacciones en línea de forma segura: cifrar los datos de los clientes y la información de pago.
Ejemplo: los protocolos SSL/TLS cifran los datos entre cualquier navegador web y los servidores. Esto garantiza la protección del usuario frente a las amenazas cibernéticas relacionadas con las transacciones en línea.

La criptografía permite realizar transacciones con tarjeta de crédito de forma segura, protegiendo la información del cliente en los pedidos en línea. Aporta confianza en el comercio electrónico.

3. Atención sanitaria

Caso de uso: Proteger los datos privados y confidenciales de los pacientes para garantizar el cumplimiento de múltiples leyes, como la HIPAA.
Ejemplo: Las bases de datos protegidas mantienen la confidencialidad de los pacientes, ya que toda la información se almacena en formato cifrado.

En el ámbito sanitario, la criptografía se aplica a los servicios de telemedicina seguros, por ejemplo, en los casos en que un médico o un paciente desean comunicarse sobre su caso sin que se filtren datos confidenciales.

4. Gobierno y ejército

Caso de uso: debe proteger la información secreta y garantizar una comunicación segura.
Ejemplo: El cifrado AES-256 protege los datos gubernamentales y militares de alto secreto.

La criptografía también se utiliza para proteger las comunicaciones durante las operaciones militares, y cualquier tipo de violación podría tener graves consecuencias para la seguridad nacional.

5. Cadena de bloques y criptomonedas

Caso de uso: Proteger las transacciones de la cadena de bloques e integrar datos.
Ejemplo: Las funciones hash SHA-256 protegen la cadena de bloques de Bitcoin, lo que impide de forma eficaz cualquier manipulación de las transacciones que se realizan en ella.

Más allá de las criptomonedas digitales, la cadena de bloques se basa en principios criptográficos para crear aplicaciones descentralizadas que son resistentes a la censura y seguras, también conocidas como dApps.

¿Cuáles son las ventajas de la criptografía?

La criptografía proporciona grandes beneficios a las organizaciones, ya que garantiza la protección y la integridad de los datos, algo crucial en el mundo digital actual.

1. Confidencialidad

Asegúrese de que se acceda a la información confidencial mediante la clave de descifrado correcta, de modo que quede protegida contra accesos no autorizados.
Esto cobra especial importancia a la hora de proteger los datos personales, la información financiera y los secretos comerciales frente a los ciberdelincuentes.
Con el fin de evitar daños legales y reputacionales derivados de violaciones de datos, las organizaciones mantienen la confidencialidad.

2. Integridad

Esto protege los datos de cualquier alteración durante la transmisión o el almacenamiento, de modo que los datos que contienen sean precisos y fiables.
Una aplicación frecuente de la función hash criptográfica es comprobar la integridad de los archivos y las comunicaciones para detectar cambios no autorizados.
Esto garantiza que la información recibida o almacenada sea exactamente la misma que se pretendía originalmente, sin ninguna manipulación.

3. Verificación

Valida la identidad de un usuario y un sistema para garantizar un acceso seguro a los recursos privilegiados.
Las firmas digitales y los certificados son herramientas criptográficas convencionales que garantizan que solo las partes autorizadas puedan llevar a cabo determinados pasos.
Esto es importante para prevenir el fraude, ya que permite que solo los usuarios legítimos puedan acceder y manipular los datos esenciales.

4. No repudio

Garantiza la admisibilidad de un registro de comunicación o transacción en un tribunal, con el objetivo de evitar cualquier negación por parte de la parte que se estaba comunicando.
Esto es muy importante en las transacciones legales y financieras, en las que se necesita una prueba de la acción para la ejecución del contrato.
Hacer efectiva la no repudiación en las transacciones digitales reduce la posibilidad de disputas, lo que proporciona confianza a las partes y garantiza la rendición de cuentas.

5. Cumplimiento normativo

Permite a las empresas cumplir con normativas de protección de datos como el RGPD, la HIPAA y la PCI-DSS, al proporcionar seguridad para cualquier dato personalizado que pueda ser sensible.
Muchos sectores industriales se han visto obligados a cumplir estas normativas, lo que en muchos casos ha dado lugar a multas muy elevadas y acciones legales en caso de incumplimiento.
Las organizaciones tienen garantizada la protección frente a responsabilidades legales, ya que las medidas criptográficas implementadas cumplen y respaldan los requisitos legales.

Riesgos asociados a la criptografía

La gestión de los riesgos inherentes a la criptografía plantea numerosos retos.

1. Gestión de claves

El éxito del cifrado depende de una gestión adecuada de las claves. Las malas prácticas pueden comprometer las claves y, por lo tanto, provocar violaciones de datos.
Además, las organizaciones deben contar en todo momento con políticas estrictas sobre la generación, distribución, almacenamiento y rotación de claves para evitar posibles accesos no autorizados.
Un buen sistema de claves es importante para la seguridad de los datos cifrados y la protección contra el acceso no autorizado.

3. Vulnerabilidades de los algoritmos

Estas vulnerabilidades del algoritmo criptográfico pueden ser explotadas por un atacante. Es necesario realizar actualizaciones periódicas y transiciones a algoritmos más seguros.
Incluso un algoritmo ampliamente fiable puede volverse vulnerable con el paso de los años, posiblemente debido al poder computacional.
Es pertinente mantenerse al día con las investigaciones y actualizaciones actuales en materia de criptografía para garantizar la seguridad de los sistemas.

4. Error humano

A menos que los sistemas criptográficos estén mal configurados o su aplicación sea inadecuada, se evitarán las vulnerabilidades. Por lo tanto, la formación y las auditorías periódicas son fundamentales.
Entre ellos se incluyen el uso de contraseñas débiles, la falta de actualización del software o una gestión deficiente de las claves de criptomonedas.
Por lo tanto, las organizaciones deben formar a su personal en las mejores prácticas de criptografía en la medida de lo posible, con el fin de reducir los errores humanos.

5. Computación cuántica

Los futuros ordenadores cuánticos tienen el potencial de romper los algoritmos criptográficos que se utilizan actualmente. Es importante prepararse para el cifrado resistente a la computación cuántica.
Las organizaciones deben empezar ahora a explorar algoritmos poscuánticos como medio para reforzar sus sistemas criptográficos de cara al futuro.
La llegada de la computación cuántica es otra área que crea oportunidades para una revolución en la ciberseguridad para la que todas las empresas deben estar preparadas y deben hacerlo con antelación.

6. Coste y complejidad

Los sistemas criptográficos son caros, lo que supone una barrera para las pequeñas empresas.
Las organizaciones deben invertir tanto en tecnología como en recursos expertos para gestionar los sistemas criptográficos de forma eficaz.
Sin embargo, en la mayoría de los casos, las ventajas de la criptografía en materia de seguridad se valoran más que los retos financieros y operativos que conlleva.

¿Cuál es la diferencia entre criptografía y criptología?

Aunque a menudo se utilizan indistintamente, la criptografía y la criptología son dos ramas con enfoques bastante bien definidos. A continuación se muestra una tabla para comprenderlo mejor.

Aspecto	Criptografía	Criptología
Definición	La práctica de proteger la información mediante la codificación y descodificación.	El estudio más amplio de las técnicas y principios criptográficos, incluyendo tanto la criptografía como el criptoanálisis.
Ámbito	Se centra en el cifrado, el descifrado y la gestión de claves.	Abarca la criptografía, el criptoanálisis y campos relacionados, como la esteganografía.
Objetivo principal	Proteger los datos del acceso no autorizado.	Comprender y mejorar los sistemas criptográficos.
Aplicaciones	Cifrado de datos, firmas digitales, comunicaciones seguras.	Análisis teórico, desarrollo de nuevos métodos criptográficos y descifrado de sistemas existentes.

Mejores prácticas de criptografía para su organización

A continuación se presentan algunas mejores prácticas que sirven de guía para proteger eficazmente los datos de la organización mediante el uso de la criptografía:

N.º 1. Utilice algoritmos de cifrado robustos

Elija estándares de cifrado muy consolidados y ampliamente reconocidos, como AES-256 o RSA.
Actualice constantemente sus algoritmos criptográficos para no verse afectado por nuevas vulnerabilidades.

#2. Implemente una gestión adecuada de claves:

Utilice técnicas seguras para generar, almacenar y distribuir claves de cifrado.
Considere la posibilidad de utilizar un servicio de gestión de claves independiente (KMS) para gestionar las claves criptográficas de forma segura.

#3. Adopte una estrategia de defensa en profundidad:

Implemente la criptografía con medidas de seguridad complementarias, como cortafuegos, sistemas de detección de intrusiones y controles de acceso, con el fin de obtener una defensa multicapa.
Revise periódicamente su sistema criptográfico para detectar y corregir posibles puntos débiles.

#4. Formar a los empleados

Ofrecer formación periódica sobre la importancia de la criptografía y las buenas prácticas en materia de datos.
Asegúrese de que el personal sea consciente de los riesgos que conlleva el manejo inadecuado de los datos cifrados.

#5. Manténgase al día sobre las amenazas emergentes

Manténgase al día de las últimas novedades en criptografía y ciberseguridad.
Esté atento a las nuevas amenazas contra sus sistemas criptográficos que aprovechan la computación cuántica.

Casos de uso de la criptografía

La criptografía se aplica en varias aplicaciones actuales, como se indica a continuación:

Comunicación segura por correo electrónico: esto significa garantizar que la confidencialidad de los mensajes de correo electrónico quede protegida mediante herramientas de cifrado como PGP (Pretty Good Privacy).
Las transacciones de cadena de bloques se cifran con algoritmos criptográficos, lo que garantiza la integridad y la transparencia de los datos.
Redes privadas virtuales (VPN): Una VPN utiliza el cifrado para proteger los datos enviados a través de redes inseguras.
Banca en línea: Los bancos utilizan la criptografía para proteger las transacciones y la información de los clientes.
Dispositivos IoT: en los dispositivos del Internet de las cosas, la criptografía protege la comunicación entre ellos y los protege contra las amenazas cibernéticas.

¿Cuál es el futuro de la criptografía?

El campo de la criptografía seguirá mejorando a medida que avance la tecnología. Algunas de las tendencias emergentes y las direcciones futuras son:

1. Criptografía resistente a la computación cuántica

Se está desarrollando algoritmos resistentes al inmenso poder computacional que tendrán los ordenadores cuánticos; de lo contrario, los sistemas criptográficos actuales podrían ser vulnerables.

Ahora, en previsión de la computación cuántica, diferentes gobiernos y organizaciones ya han comenzado a investigar métodos de cifrado resistentes a la computación cuántica.

2. Innovaciones en cadenas de bloques y criptografía

La criptografía garantiza la integridad y la seguridad de todos los sistemas descentralizados; por lo tanto, el desarrollo de la tecnología blockchain sigue la senda de la innovación en técnicas criptográficas. Entre ellas se incluyen las pruebas de conocimiento cero, el cifrado homomórfico y muchas otras innovaciones originales que contribuyen a abrir el potencial de la cadena de bloques en el intercambio seguro de datos y los cálculos que preservan la privacidad.

3. Criptografía automatizada

Esto se puede evidenciar por el hecho de que, gracias al auge de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, se están desarrollando sistemas criptográficos verdaderamente automatizados que se adaptarían a las nuevas amenazas en tiempo real. La criptografía impulsada por la inteligencia artificial puede cambiar las técnicas tradicionales que utilizan las organizaciones para la protección de sus datos, haciendo que el cifrado sea más accesible y robusto.

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Demostración

Conclusión

Cualquier empresa puede mejorar su postura de seguridad si comprende los principios básicos de la criptografía y sigue las mejores prácticas para protegerse contra las amenazas que cambian continuamente con el tiempo. La criptografía, en general, está sujeta a cambios normativos, avances tecnológicos y la complejidad de las crecientes amenazas cibernéticas. Por lo tanto, mantenerse al día de la información más actualizada en este campo es cada vez más importante, así como desarrollar modelos de seguridad proactivos e invertir en sistemas criptográficos sólidos para proteger los activos más valiosos de su organización.

Este blog ha podido presentar de forma exhaustiva la criptografía, sus aplicaciones y su importancia en la ciberseguridad. Con las mejores prácticas aquí descritas, su organización contará con una base sólida para proteger sus datos y seguir cosechando éxitos en un mundo cada vez más propenso a los riesgos.

FAQs

La criptografía puede requerir un gran esfuerzo computacional. Si se implementa de forma inadecuada, la criptografía puede ser vulnerable a los ataques y es posible que se produzca una pérdida permanente de datos debido a la pérdida de claves.

Esto significa que la criptografía abarca la ciencia pura más general de la comunicación segura, que simplemente tiene el cifrado como su subconjunto. El cifrado es un proceso de la criptografía mediante el cual la información contenida en el texto plano se convierte en inviolable al convertirla en texto cifrado.

La criptografía es la ciencia de la comunicación segura y la protección de datos. La criptomoneda es una forma de moneda digital o virtual cuya seguridad depende de técnicas criptográficas, pero es más bien una aplicación específica de la criptografía.

Un ejemplo muy bueno y común de criptografía en funcionamiento es el protocolo HTTPS en la navegación web. Este protocolo encripta los datos que se transfieren entre el navegador del usuario y un sitio web, lo que permite proteger información confidencial como contraseñas y datos de tarjetas de crédito.