Cómo la criptografía protege tu mundo digital: desde la antigüedad hasta las computadoras cuánticas

Cada día confía en la criptografía, a menudo sin siquiera darse cuenta. Cuando inicia sesión en un sitio web, realiza pagos en línea o envía un mensaje privado, todo esto funciona gracias a una ciencia invisible pero sumamente poderosa. No es solo una herramienta técnica; la criptografía es la base de la confianza en el mundo digital. En este artículo analizaremos cómo funciona, cómo ha evolucionado, qué algoritmos la sustentan y cómo configura nuestra seguridad, desde la correspondencia personal hasta la infraestructura global de blockchain.

Qué hace realmente la criptografía

La criptografía es la ciencia de los métodos para garantizar la confidencialidad, integridad de la información, autenticación y no repudio. Sin embargo, tras estos términos científicos hay tareas muy prácticas.

Imagina: tienes un mensaje secreto y necesitas garantizar que solo el destinatario pueda leerlo. La primera solución fue simple: reemplazar letras por otras. Ese fue el primer paso de la criptografía. Hoy en día opera con algoritmos matemáticos complejos, pero la esencia sigue siendo la misma: transformar la información para que sea inaccesible a terceros.

Los objetivos principales de la criptografía se reducen a cuatro funciones clave:

Confidencialidad – solo las personas autorizadas pueden acceder a la información. Tu mensaje cifrado permanece privado.

Integridad de los datos – garantía de que la información no ha sido modificada durante la transmisión o almacenamiento, ni por accidente ni intencionalmente.

Autenticación – verificar la autenticidad de la fuente de los datos. ¿Cómo saber que el mensaje fue enviado por quien dice ser?

No repudio – la persona no podrá luego negar que envió el mensaje o realizó la transacción.

En el mundo actual, sin criptografía no sería posible realizar operaciones financieras seguras, comunicaciones gubernamentales protegidas, confidencialidad en la correspondencia y el funcionamiento de tecnologías innovadoras como blockchain y contratos inteligentes.

Dónde la criptografía ya te protege

La criptografía está en todas partes, aunque no la veas:

HTTPS y navegación segura. El icono de candado en la barra de direcciones del navegador indica: tu conexión con el sitio está protegida. Esto funciona gracias a los protocolos TLS/SSL, que cifran todo lo que se transmite entre tú y el servidor: contraseñas, datos de tarjetas de crédito, información personal.

Mensajeros seguros. Signal, WhatsApp y otras aplicaciones usan cifrado de extremo a extremo. Esto significa: incluso el operador del mensajero no puede leer tu conversación, solo tú y el destinatario.

Redes Wi-Fi domésticas. Los protocolos WPA2 y WPA3 cifran tu tráfico contra el administrador de la red y los espías.

Tarjetas bancarias. Los microchips en las tarjetas contienen claves criptográficas y realizan autenticación en cada transacción, evitando clonaciones.

Firma digital. Órdenes, contratos, documentos oficiales se firman digitalmente, garantizando su autenticidad e inalterabilidad.

Blockchain y criptomonedas. Funciones hash criptográficas y firmas digitales aseguran la seguridad, transparencia e inmutabilidad de las transacciones. Entender los fundamentos de la criptografía es necesario para orientarse en el mundo de los activos digitales.

VPN y anonimato. El cifrado del tráfico en internet al conectarse a redes públicas mantiene tu actividad oculta a los observadores.

Criptografía vs cifrado: una diferencia importante

Estas palabras a menudo se usan como sinónimos, pero no son exactamente iguales.

Cifrado – es el proceso, la forma de transformar texto legible en un formato ininteligible. Introduces la información, el algoritmo la procesa y sale un conjunto de símbolos incomprensibles. La descifrado es la operación inversa.

Criptografía – es una ciencia mucho más amplia. Incluye el desarrollo de algoritmos de cifrado, pero también abarca:

• Criptoanálisis – la ciencia de descifrar cifrados y buscar vulnerabilidades.
• Protocolos – desarrollo de sistemas seguros de interacción (TLS, protocolos de intercambio de claves).
• Gestión de claves – creación, distribución y almacenamiento seguro de claves criptográficas.
• Funciones hash – creación de “huellas digitales” para verificar integridad.
• Firmas digitales – métodos de autenticación y confirmación de autoría.

El cifrado es una de las herramientas de la criptografía, pero no todo el campo se reduce solo a cifrado.

Cómo ha evolucionado la criptografía a lo largo de milenios

La historia de la criptografía está llena de momentos dramáticos, ideas geniales y duros enfrentamientos entre creadores de cifrados y sus atacantes.

Ejemplos antiguos y medievales

En el Antiguo Egipto (alrededor de 1900 a.C.), las personas usaban jeroglíficos no estándar para ocultar el significado de los escritos. En la Esparta antigua (siglo V a.C.), los guerreros usaban la scytale: una vara de cierto diámetro, alrededor de la cual enrollaban una tira de pergamino. El mensaje se escribía a lo largo de la vara, pero al desenrollar la tira, el texto parecía un conjunto sin sentido. Solo quien tuviera una vara del mismo diámetro podía leerlo.

Uno de los cifrados más famosos antiguos es el cifrado César (siglo I a.C.). Consistía en desplazar cada letra varias posiciones hacia adelante en el alfabeto. Simple, pero efectivo, hasta que los científicos árabes liderados por Al-Kindi (siglo IX) desarrollaron el método del análisis de frecuencia. Comprendieron que si contaban con qué frecuencia aparecen las letras en el texto cifrado, podían deducir cuáles son en el original.

En Europa, popularizó el cifrado Vigenère (siglo XVI). En su tiempo se consideraba inviolable. Para usarlo, se necesitaba una palabra clave que determinaba el desplazamiento para cada letra. Sin embargo, en el siglo XIX, fue descifrado: Charles Babbage y Friedrich Kasiski mostraron cómo romperlo.

Siglo XX: la era de las máquinas

La Primera Guerra Mundial mostró el papel de la criptografía. La descodificación de las telegramas Zimmermann contribuyó significativamente a la entrada de EE. UU. en el conflicto.

La Segunda Guerra Mundial fue la época dorada de la criptografía mecánica. La máquina alemana Enigma se consideraba prácticamente invulnerable. Pero matemáticos polacos y británicos, incluyendo al legendario Alan Turing en Bletchley Park, desarrollaron métodos para romperla. La descodificación de los mensajes de Enigma influyó en el curso de las operaciones militares. Los japoneses tenían su propia máquina “Fiolet” y los estadounidenses también aprendieron a descifrarla.

Revolución informática

Las computadoras lo cambiaron todo. En 1949, Claude Shannon publicó el artículo fundamental “Teoría de la comunicación en sistemas secretos”, que sentó las bases teóricas de la criptografía moderna.

Los años 70 trajeron DES (Estándar de cifrado de datos) – el primer estándar ampliamente aceptado. Era resistente en su tiempo, pero con el aumento del poder de cálculo, se volvió vulnerable.

La verdadera revolución fue la criptografía asimétrica (1976). Whitfield Diffie y Martin Hellman propusieron un concepto que parecía imposible: ¿qué hacer si tienes dos claves diferentes — una para cifrar (pública) y otra para descifrar (privada)? Pronto apareció un algoritmo práctico: RSA (Rivest, Shamir, Adleman), que todavía se usa.

Tipos de criptografía que conforman la actualidad

Existen dos enfoques principales para el cifrado:

Criptografía simétrica

Se usa una misma clave tanto para cifrar como para descifrar. Es como una cerradura y una llave: quien tenga la llave, puede abrir.

Ventajas: Muy rápida, ideal para grandes volúmenes de datos (transmisión de video, bases de datos, archivos).

Desventaja: Problema de la transmisión segura de la clave. Si la interceptan, toda la seguridad se derrumba. Cada par de participantes necesita su propia clave.

Ejemplos de algoritmos: AES (estándar mundial actual), 3DES, Blowfish, GOST 28147-89 y GOST R 34.12-2015 (estándares rusos).

Criptografía asimétrica

Dos claves matemáticamente relacionadas: pública y privada. Cualquiera puede cifrar con la pública, pero solo el poseedor de la privada puede descifrar.

Analogía: La caja de correos. Cualquiera puede poner una carta, solo el dueño puede abrirla.

Ventajas: Resuelve el problema del intercambio seguro de claves. Permite implementar firmas digitales. Es la base para comercio electrónico seguro y protocolos criptográficamente protegidos (SSL/TLS).

Desventaja: Mucho más lenta que la simétrica. No práctica para cifrar grandes volúmenes de datos directamente.

Ejemplos: RSA, ECC (Criptografía de curvas elípticas – más eficiente), Diffie-Hellman.

Cómo trabajan juntos

En la práctica, se usa un enfoque híbrido. TLS/SSL (que es la base de HTTPS) funciona así: el algoritmo asimétrico intercambia claves de forma segura, y luego el algoritmo simétrico rápido (AES) cifra el tráfico principal.

Funciones hash criptográficas: huellas digitales

Una función hash es una operación matemática que transforma datos de cualquier tamaño en una cadena de longitud fija (hash, huella digital).

Propiedades importantes:

Unidireccionalidad: Es imposible recuperar los datos originales a partir del hash. Es como una compresión que no se puede revertir.

Determinismo: Los mismos datos siempre generan el mismo hash. Cambiar incluso un símbolo, cambia radicalmente el hash.

Resistencia a colisiones: Es prácticamente imposible encontrar dos conjuntos diferentes de datos con el mismo hash.

Aplicaciones: Verificación de integridad de archivos (descargaste un programa – comparaste el hash), almacenamiento seguro de contraseñas (en la base solo están los hashes, no las contraseñas), firmas digitales, y especialmente – blockchain (vinculación de bloques, identificación de direcciones de monederos).

Estándares: SHA-256, SHA-512 (usados globalmente), SHA-3 (novedad), GOST R 34.11-2012 “Streebog” (estándar ruso).

La amenaza de los ordenadores cuánticos y las nuevas soluciones

La aparición de potentes ordenadores cuánticos representa una amenaza existencial para la mayoría de los algoritmos asimétricos actuales (RSA, ECC). Un ordenador cuántico con el algoritmo de Shor podrá romper estos sistemas en un tiempo razonable.

El mundo responde con dos direcciones:

Criptografía post-cuántica. Se desarrollan nuevos algoritmos (basados en retículas, códigos, hashes, polinomios multivariados), resistentes tanto a ataques clásicos como cuánticos. NIST está activamente estandarizando estos algoritmos.

Criptografía cuántica. No para cálculos, sino para protección de claves. Distribución de claves cuánticas (QKD) permite a dos partes intercambiar claves de modo que cualquier intento de interceptación será detectado. Las tecnologías ya existen y se prueban en proyectos piloto.

Criptografía vs esteganografía

A menudo se confunden estos conceptos:

Criptografía hace que el mensaje sea ilegible, pero todos ven que hay algo.

Esteganografía oculta la existencia misma del mensaje. El texto secreto puede esconderse dentro de una foto, un archivo de audio, incluso en el texto de un artículo. A simple vista, es una imagen normal, pero en realidad contiene un documento cifrado.

Lo ideal es combinarlas: cifrar primero el mensaje (criptografía), y luego esconderlo (esteganografía). Dos niveles de protección.

Cómo la criptografía te protege cada día

Internet y conexiones seguras

TLS/SSL (que es la base de HTTPS): Cuando inicias sesión, pagas, envías datos, todo viaja por un canal cifrado. El protocolo autentica el servidor (verifica el certificado), intercambia claves y cifra el tráfico con AES.

E2E en mensajeros: Signal, WhatsApp y otros usan cifrado de extremo a extremo. Tu correspondencia solo la ven tú y el destinatario.

DNS a través de HTTPS/TLS: Oculta qué sitios visitas, de operadores y observadores.

Seguridad financiera

Banca en línea: Protección de sesiones, cifrado de bases de datos, autenticación multifactor con elementos criptográficos.

Tarjetas bancarias (EMV): El microchip contiene claves criptográficas y verifica la autenticidad de la tarjeta en cada operación.

Sistemas de pago: Visa, Mastercard, Mir usan protocolos criptográficos complejos para autorización y protección.

Firma digital y documentos

Mecanismo criptográfico que confirma la autoría y la integridad del documento. El hash del documento se cifra con la clave privada, el destinatario lo descifra con la clave pública y lo compara. La coincidencia de hashes indica: el documento es realmente del autor y no ha sido modificado.

Aplicaciones: documentos legales, informes oficiales, licitaciones electrónicas.

Protección de sistemas corporativos

1C y plataformas rusas a menudo se integran con CryptoPro CSP o VipNet CSP para:

• Presentar informes electrónicos con firma digital
• Gestión electrónica de documentos con contrapartes
• Participar en compras públicas
• Cifrado de datos críticos

El uso de estándares GOST es obligatorio para sistemas de información estatales y sistemas que manejan secretos de estado.

Blockchain y criptomonedas

La criptografía es el corazón del blockchain. Las funciones hash enlazan bloques, las firmas digitales autentican transacciones. Entender la criptografía es necesario para comprender la seguridad de los activos digitales.

La criptografía en diferentes países del mundo

Rusia: tradición y estándares

Rusia tiene una profunda escuela matemática en criptografía. El país tiene sus propios estándares criptográficos (GOST), desarrollados por el estado:

• GOST R 34.12-2015: cifrado simétrico (“Kuznechik” y “Magma”).
• GOST R 34.10-2012: firmas digitales en curvas elípticas.
• GOST R 34.11-2012: función hash “Streebog”.

El uso de GOSTs es obligatorio en trabajo con secretos de estado y a menudo requerido por reguladores.

FSB de Rusia licencia actividades criptográficas y certifica medios. FSTEK regula la protección técnica de la información.

Las empresas rusas (CryptoPro, InfoTeKS, Kod Bezopasnosti) desarrollan soluciones avanzadas en seguridad de la información.

EE. UU.: fabricante de estándares mundiales

NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) establece estándares globales. NIST desarrolló AES, la serie SHA, y actualmente realiza concursos para algoritmos post-cuánticos.

NSA participó en el desarrollo de criptografía, aunque su influencia en los estándares genera debates.

Universidades estadounidenses (MIT, Stanford) y empresas son líderes en investigación criptográfica.

Europa: privacidad y soberanía

GDPR exige protección adecuada de datos personales, donde la criptografía es la herramienta clave.

ENISA (Agencia Europea de Ciberseguridad) promueve estándares y mejores prácticas.

Países europeos (Alemania, Francia, Reino Unido) tienen centros de investigación potentes.

China: independencia tecnológica

China desarrolla activamente sus propios algoritmos criptográficos (SM2, SM3, SM4) para soberanía tecnológica.

Regula estrictamente la criptografía e invierte en tecnologías post-cuánticas e investigaciones cuánticas.

Estándares internacionales que unen al mundo

• ISO/IEC: estándares globales para TI y seguridad.
• IETF: estándares de internet (TLS, IPsec, PGP).
• IEEE: aspectos criptográficos en tecnologías de red.

Los estándares nacionales son importantes, pero los internacionales aseguran compatibilidad y confianza.

Carrera en criptografía: futuro para investigadores

La demanda de profesionales crece exponencialmente.

Qué profesionales buscan

Investigador en criptografía: desarrolla nuevos algoritmos, estudia su resistencia, investiga criptografía post-cuántica. Requiere conocimientos profundos en matemáticas: teoría de números, álgebra, complejidad computacional.

Criptoanalista: analiza cifrados, busca vulnerabilidades. Trabaja en protección (para mejorar) o en servicios especiales.

Ingeniero de seguridad de la información: implementa sistemas criptográficos en la práctica – VPN, PKI, sistemas de cifrado, gestión de claves.

Desarrollador de software seguro: sabe cómo usar correctamente bibliotecas y API criptográficas para proteger aplicaciones.

Pentester: busca vulnerabilidades en sistemas, incluyendo errores en criptografía.

( Habilidades necesarias

• Matemáticas )fundamentales###
• Conocimiento de algoritmos y protocolos
• Programación (Python, C++, Java)
• Tecnologías de red y sistemas operativos
• Pensamiento analítico y atención a los detalles
• Mejora continua

( Dónde estudiar

Universidades: MIT, Stanford, ETH Zurich y otras ofrecen programas sólidos.

En línea: Coursera, edX, Udacity – cursos de profesores destacados.

Práctica: plataformas como CryptoHack, competencias CTF desarrollan habilidades.

Libros: Simon Singh “El código de los códigos”, Bruce Schneier “Criptografía práctica”.

) Oportunidades profesionales

Se emplean en:

• Empresas de TI
• Instituciones financieras ###bancos, sistemas de pago, plataformas cripto###
• Telecomunicaciones
• Organismos gubernamentales
• Industria de defensa
• Empresas de consultoría

Los salarios en ciberseguridad son superiores a la media del mercado TI, especialmente para expertos con experiencia. La dinámica de desarrollo es intensa, los desafíos cambian constantemente.