Criptografía Simétrica vs. Asimétrica: Un Análisis Exhaustivo

En el ámbito de la criptografía moderna, han surgido dos áreas de investigación principales: la criptografía simétrica y la criptografía asimétrica. La criptografía simétrica a menudo es sinónimo de encriptación simétrica, mientras que la criptografía asimétrica abarca dos casos de uso principales: encriptación asimétrica y firmas digitales.

Podemos categorizar estos conceptos de la siguiente manera:

• Criptografía de clave simétrica
  • Encriptación simétrica
• Criptografía asimétrica ( o criptografía de clave pública )
  • Encriptación asimétrica (o encriptación de clave pública)
  • Firmas digitales (que pueden o no involucrar encriptación)

Este artículo se centrará en algoritmos de encriptación simétrica y asimétrica.

Encriptación Simétrica vs. Encriptación Asimétrica: Diferencias Clave

La distinción fundamental entre los algoritmos de encriptación simétrica y asimétrica radica en su uso de claves. Los algoritmos simétricos emplean una sola clave, mientras que los algoritmos asimétricos utilizan dos claves distintas pero relacionadas. Esta descripción simple ilustra eficazmente las diferencias funcionales y prácticas entre estas dos tecnologías criptográficas.

Entendiendo las Claves Criptográficas

En criptografía, los algoritmos de encriptación generan claves de caracteres de múltiples bits que se utilizan para encriptar y desencriptar información. La aplicación de estas claves resalta aún más la disparidad entre la encriptación simétrica y asimétrica.

Los algoritmos simétricos utilizan la misma clave tanto para los procesos de encriptación como de desencriptación. En contraste, los algoritmos asimétricos emplean una clave para la encriptación y otra para la desencriptación. En un sistema asimétrico, la clave de encriptación se denomina clave pública y puede ser compartida, mientras que la clave de desencriptación es privada y debe mantenerse confidencial.

Por ejemplo, si Alice envía a Bob un mensaje encriptado utilizando un algoritmo simétrico, debe compartir la clave de encriptación con Bob para permitir la decriptación. Esto significa que si un actor malicioso intercepta la clave, puede acceder fácilmente a la información encriptada.

Sin embargo, si Alice utiliza un algoritmo asimétrico, cifraría el mensaje usando la clave pública de Bob, y Bob lo descifraría usando su clave privada. Así, la encriptación asimétrica proporciona una mayor seguridad, ya que incluso si alguien intercepta el mensaje y obtiene la clave pública de Bob, no puede descifrar el mensaje.

Consideraciones sobre la longitud de la clave

Otra diferencia funcional entre la encriptación simétrica y asimétrica concierne a la longitud de la clave, medida en bits y directamente relacionada con el nivel de seguridad proporcionado por cada algoritmo de encriptación.

En la encriptación simétrica, la clave se selecciona de forma aleatoria, típicamente de 128 o 256 bits de longitud, dependiendo del nivel de seguridad deseado. Sin embargo, en la encriptación asimétrica, las claves pública y privada están matemáticamente relacionadas, lo que indica una conexión aritmética entre ambas. Un atacante podría explotar este patrón para romper el texto cifrado, lo que requiere longitudes de clave más largas para las claves asimétricas para proporcionar una seguridad equivalente. La disparidad en la longitud de clave es tan significativa que una clave simétrica de 128 bits y una clave asimétrica de 2,048 bits ofrecen aproximadamente el mismo nivel de seguridad.

Comparando Ventajas y Desventajas

Estos dos tipos de algoritmos de encriptación presentan ventajas y desventajas distintas. Los algoritmos de encriptación simétrica operan rápidamente y requieren menos recursos computacionales, pero su principal desventaja es la distribución de claves. Dado que se utiliza la misma clave para la encriptación y la desencriptación, debe ser distribuida a quienes necesitan acceso a los datos, creando un riesgo de seguridad (como se mencionó anteriormente).

Por el contrario, la encriptación asimétrica utiliza la clave pública para la encriptación y la clave privada para la desencriptación, resolviendo el problema de distribución de claves. Sin embargo, la desventaja es que los sistemas de encriptación asimétrica operan mucho más lentamente en comparación con la encriptación simétrica y requieren más recursos computacionales debido a sus longitudes de clave significativamente más largas.

Aplicaciones de los Métodos de Encriptación

Encriptación Simétrica

La encriptación simétrica se utiliza ampliamente en los sistemas informáticos modernos para proteger la información debido a su mayor velocidad de computación. Por ejemplo, el gobierno de EE. UU. emplea el Estándar de Encriptación Avanzada (AES) para encriptar y clasificar información de seguridad. AES reemplazó al anterior Estándar de Encriptación de Datos (DES), desarrollado en la década de 1970 y considerado durante mucho tiempo el estándar para la encriptación simétrica.

Encriptación Asimétrica

La encriptación asimétrica se utiliza frecuentemente en sistemas donde un gran número de usuarios necesita encriptar y desencriptar mensajes o datos simultáneamente, especialmente si la velocidad y los recursos computacionales son suficientes. Un caso de uso común para este sistema es el correo electrónico encriptado, donde la clave pública se puede utilizar para encriptar el mensaje y la clave privada para desencriptarlo.

Sistemas de Encriptación Híbridos

Muchas aplicaciones utilizan tanto la encriptación simétrica como la encriptación asimétrica juntas. Ejemplos típicos de tales sistemas híbridos incluyen los protocolos de encriptación Secure Sockets Layer (SSL) y Transport Layer Security (TLS), utilizados para proporcionar comunicaciones seguras a través de Internet. El protocolo SSL ahora se considera inseguro y debería ser eliminado. En contraste, el protocolo TLS se considera actualmente seguro y es ampliamente utilizado por los principales navegadores web.

Criptografía en las criptomonedas

La encriptación utilizada en muchas criptomonedas proporciona un nivel más alto de seguridad a los usuarios finales. Por ejemplo, cuando un usuario establece una contraseña para su billetera encriptada, se utiliza un algoritmo de encriptación para encriptar criptográficamente los archivos utilizados para acceder al software.

Sin embargo, como las criptomonedas como Bitcoin utilizan claves públicas y privadas, existe una creencia errónea común de que los sistemas de blockchain utilizan algoritmos de encriptación asimétrica. Como se mencionó anteriormente, la encriptación asimétrica y las firmas digitales son los dos principales casos de uso de la criptografía asimétrica ( criptografía de clave pública ).

Por lo tanto, no todos los sistemas de firma digital utilizan encriptación, incluso si emplean claves públicas y privadas. De hecho, es posible firmar digitalmente un mensaje sin encriptarlo. RSA es un ejemplo de un algoritmo para firmar mensajes encriptados, pero el algoritmo de firma digital utilizado por Bitcoin ( llamado ECDSA) no utiliza ninguna encriptación en absoluto.

Reflexiones Finales

En la era digital actual, la encriptación simétrica y asimétrica juegan roles cruciales en la protección de información sensible y comunicaciones en red. Aunque ambas son útiles, cada una tiene sus pros y contras, lo que las hace adecuadas para diferentes casos de uso. A medida que la criptografía continúa evolucionando, la encriptación puede utilizarse para resistir mejor diversas amenazas nuevas y complejas. La encriptación simétrica y asimétrica también están estrechamente relacionadas con la seguridad informática, asegurando la integridad y confidencialidad de la información digital en un mundo cada vez más interconectado.