Las dos vías de la Criptografía: ¿cómo la encriptación simétrica y asimétrica protegen tus datos?

En el mundo digital actual, la criptografía se divide en dos ramas principales: criptografía de clave simétrica y encriptación asimétrica. Ambos métodos tienen sus propias ventajas y desventajas, pero los problemas centrales que abordan son completamente diferentes: uno busca velocidad y el otro busca seguridad.

¿Dónde está la diferencia fundamental?

La diferencia entre la encriptación simétrica y la encriptación asimétrica es simple pero crucial: la primera utiliza una única llave secreta para encriptar y desencriptar, mientras que la segunda requiere dos llaves secretas diferentes asociadas. Esta diferencia que parece sencilla determina toda su forma de operación y características de seguridad.

Cómo funcionan las llaves secretas

En un sistema de criptografía, la llave secreta es esencialmente una secuencia de bits utilizada para la encriptación y desencriptación de información.

El principio de funcionamiento de la criptografía de clave simétrica es muy intuitivo: puedes usar la misma llave para cerrar la puerta y abrirla. Si Catalina quiere enviar un mensaje secreto a Max usando criptografía de clave simétrica, debe enviarle la llave secreta también. Pero aquí hay un riesgo oculto: si la llave se intercepta durante la transmisión, el atacante podrá leer todo el contenido encriptado.

La encriptación asimétrica es completamente diferente. En este sistema:

• Llave pública: utilizada para encriptación, puede ser compartida públicamente
• Llave secreta：utilizada para la desencriptación, debe mantenerse en estricta confidencialidad

Si Katarina quiere enviar un mensaje a Max usando encriptación de clave asimétrica, encripta con la llave pública de Max, y solo Max, que posee la llave secreta correspondiente, puede desencriptar. Incluso si un atacante intercepta el mensaje y la llave pública, no podrá descifrar el contenido: esta es la ventaja de seguridad que proporciona la encriptación asimétrica.

La secreto de la longitud de la llave secreta

Las dos formas de encriptación tienen diferencias enormes en la longitud de la llave, lo que afecta directamente la seguridad.

La llave secreta simétrica suele ser de 128 o 256 bits, con una longitud relativamente corta. La llave secreta asimétrica, debido a la necesidad de establecer relaciones matemáticas (que es precisamente donde los atacantes pueden aprovecharse), debe ser mucho más larga: generalmente 2048 bits o más. Curiosamente, la fortaleza de seguridad proporcionada por una llave secreta simétrica de 128 bits es equivalente a la de una llave secreta asimétrica de 2048 bits.

Cada uno tiene sus fortalezas y debilidades

Ventajas de la criptografía de clave simétrica:

• Velocidad de cálculo rápida
• Ocupa poco poder de procesamiento
• Adecuado para proteger grandes cantidades de datos

Desventajas de la criptografía de clave simétrica:

• Llave secreta de distribución difícil——es necesario transmitir la llave secreta de forma segura a todas las partes que la necesiten
• Una vez que la llave secreta se filtre, toda la comunicación estará expuesta.

Ventajas de la encriptación asimétrica:

• Resolvió completamente el problema de distribución de llaves.
• La llave pública se puede compartir libremente, no es necesario mantenerla en secreto.
• Mayor seguridad

Desventajas de la encriptación asimétrica:

• Mucho más lento en el procesamiento
• Consumir grandes recursos computacionales
• Llave secreta larga

Cómo se aplican

Escenarios de aplicación de la criptografía de clave simétrica

Debido a su velocidad, la criptografía de clave simétrica se utiliza ampliamente para proteger grandes volúmenes de datos. El gobierno de los Estados Unidos utiliza AES (Estándar de Encriptación Avanzada) para encriptar información confidencial y secreta. El DES (Estándar de Encriptación de Datos), que se lanzó en la década de 1970, ya no se considera seguro.

Escenarios de aplicación de la encriptación asimétrica

Cuando muchos usuarios necesitan intercambiar encriptación de información y no tienen requisitos estrictos de velocidad, la encriptación asimétrica es más adecuada. El correo electrónico encriptado es un caso típico: el remitente encripta con la llave pública del destinatario, y el destinatario desencripta con su propia llave privada.

Soluciones mixtas: la mejor elección en la realidad

De hecho, muchos sistemas modernos utilizan dos tipos de encriptación al mismo tiempo. SSL (capa de sockets seguros) y TLS (protocolo de seguridad de la capa de transporte) son protocolos híbridos que brindan seguridad a las comunicaciones por Internet. Cabe destacar que SSL ha sido declarado inseguro y debe dejar de usarse; mientras que TLS es ampliamente confiable y todos los navegadores principales lo están utilizando.

La verdad en el mundo de las criptomonedas

La criptografía desempeña un papel importante en las billeteras encriptadas. Cuando los usuarios configuran la protección con contraseña, en realidad están encriptando la llave secreta para acceder al archivo de la billetera.

Pero hay un malentendido común aquí: Bitcoin y otras criptomonedas utilizan pares de llaves públicas y privadas, pero esto no equivale a que usen criptografía de clave simétrica. ¿Por qué? Porque la criptografía asimétrica tiene dos usos principales: la encriptación y la firma digital. La firma digital puede existir sin necesidad de encriptación.

Tomemos como ejemplo Bitcoin, que utiliza ECDSA (algoritmo de firma digital de curva elíptica), que es un algoritmo de firma digital y no implica un proceso de encriptación. En comparación, RSA puede usarse tanto para encriptación como para firma digital, pero ECDSA es puramente un esquema de firma.

Últimos pensamientos

La criptografía de clave simétrica y la encriptación asimétrica son las piedras angulares de la seguridad de datos moderna. No hay un ganador absoluto, solo una adaptación a los escenarios: para necesidades de velocidad se elige la simétrica, para necesidades de seguridad se elige la asimétrica, y en sistemas complejos se utilizan ambas. Con el desarrollo de la ciencia de la criptografía y la aparición de nuevas amenazas, estos dos sistemas de llaves continuarán manteniendo una posición central en la seguridad informática.