Guía para entender la criptografía y el cifrado poscuánticos
Aunque todavía están en sus primeras fases de desarrollo, los ordenadores cuánticos están llamados a cambiar el mundo, y eso incluye la capacidad de romper la criptografía y el cifrado que utilizamos hoy en día. Los ordenadores cuánticos se están acercando a la potencia de cálculo y la estabilidad necesarias para romper los protocolos de cifrado de clave pública. Este es el momento para migrar hacia la criptografía poscuántica.
¿Qué es un ordenador cuántico?
El núcleo de la comprensión de un ordenador cuántico es la comprensión de un qubit. Mientras que los ordenadores clásicos funcionan con ceros y unos, los ordenadores cuánticos pueden superponer todos los puntos intermedios.
Dada esa capacidad, un ordenador cuántico es fundamentalmente más complejo que un ordenador clásico en un par de aspectos clave:
Ordenador clásico
- Utiliza una memoria compuesta de bits, ya sea 0 o 1
- Solo puede existir en un estado a la vez
- Cálculos realizados mediante operaciones de puertas lógicas
- Orden de bits de estado único (10 bits de entrada, 10 bits de salida)
- Solución determinista: ejecutar el algoritmo y obtener siempre la misma respuesta
Ordenador cuántico
- Puede representar 0, 1 o cualquier superposición cuántica de los dos estados
- Cada qubit adicional puede estar en una superposición de 2n estados
- El problema se codifica en los qubits (mediante operaciones de puerta cuántica)
- El cálculo finaliza con la medición
¿Cómo afectará el cifrado cuántico a la industria?
Los ordenadores cuánticos han introducido un gran cambio para la sociedad, ya que afectan a todo, desde la inteligencia artificial (IA) hasta la química, la biología y la física:
- Sistemas financieros: Capacidad para modelar sistemas con más conexiones entre ellos o buscar más datos
- IA: Aparición de sistemas de aprendizaje profundo para realizar más conexiones, mejorar la búsqueda y aplicar algoritmos cuánticos
- Química, biología y física: Oportunidad de modelar moléculas más grandes, átomos, interacciones de medicamentos, etc.
- Criptografía: La factorización de claves RSA y la resolución del problema del logaritmo discreto (DLP) en la criptografía de curva elíptica (ECC) serán factibles
¿Quién tiene acceso a los ordenadores cuánticos?
Los ordenadores cuánticos han quedado relegados en gran medida a los laboratorios nacionales y las universidades, pero varias marcas están entrando en la carrera por crear ordenadores cuánticos comerciales, como IBM, Microsoft, Google, AWS y Honeywell. Mientras se desarrolla la tecnología, se espera que avance rápidamente. Y la disponibilidad generalizada de los ordenadores cuánticos podría aumentar el riesgo potencial del cifrado de clave pública.
Los datos cifrados se recogen y almacenan
En la actualidad, los ordenadores cuánticos no son lo suficientemente sofisticados como para descifrar el cifrado de clave pública, pero los datos se recogen y almacenan para el día en que se produzca el avance. Los datos con valor a largo plazo (normalmente unos 25 años) suponen el mayor riesgo, por lo que ciertos sectores como las infraestructuras críticas, las finanzas y la sanidad, así como los gobiernos, ya han iniciado su transición hacia la seguridad cuántica.
Identificación de claves criptográficas en peligro
Muchos algoritmos criptográficos estándar son vulnerables a los ordenadores cuánticos.
- AES-256: Se necesita una mayor producción
- SHA-256 y SHA-3: Se necesita una mayor producción
- RSA: Ya no es seguro
- ECDSA y ECDH (criptografía de curva elíptica): Ya no es seguro
- DSA (Criptografía de campo finito): Ya no es seguro
Empezar a migrar al cifrado poscuántico
Los hackers recogen datos para descifrar el cifrado. Adopte medidas para proteger los datos de su organización, hoy y en el futuro, migrando a un sistema de cifrado poscuántico. El proceso puede llevar años, y el NIST trabaja activamente para establecer nuevas normas.
Entrust es miembro del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (IETF) y participa en la competencia del NIST para identificar nuevos estándares de criptografía resistentes a la cuántica para el mundo poscuántico. Es fundamental empezar a planificar la sustitución del hardware, el software y los servicios que utilizan algoritmos de clave pública ahora para que la información esté protegida de futuros ataques.
¿Qué es una evaluación de la madurez de la criptografía poscuántica?
En primer lugar, identifique el algoritmo, los riesgos de protección de los datos y los desafíos poscuánticos en sus sistemas empresariales. ¿Utiliza su organización alguna clave criptográfica que actualmente se considere de riesgo? A continuación, trace su plan de migración y los plazos de ejecución para alcanzar el nivel requerido de agilidad criptográfica. La migración es una tarea que requiere mucho tiempo y puede llevar años. Por último, revise su gobernanza con respecto a las mejores prácticas de control, cumplimiento y habilidades en preparación para las pruebas e implementación posteriores a la migración cuántica. Una vez que sepa qué datos de su organización están en riesgo, puede desarrollar un plan detallado para mitigar ese riesgo o utilizar el Centro de Excelencia Criptográfica de Entrust para obtener recomendaciones factibles para remediar los riesgos identificados en los sistemas criptográficos.
¿Cómo prepararse para el cifrado poscuántico?
Su organización puede tomar medidas hoy mismo para prepararse a migrar a métodos de cifrado poscuánticos.
- Haga un inventario de los activos y datos criptográficos de su organización y dónde residen.
- Priorice los datos más valiosos de su organización y los que tienen una vida útil más larga. Migre primero estos datos al cifrado poscuántico.
- Pruebe los algoritmos resistentes al quantum en un conjunto de datos prototipo.
- Planifique la hoja de ruta de su organización para migrar a la criptografía poscuántica con sus proveedores.
La clave es la criptoagilidad
La criptoagilidad, o agilidad criptográfica, es la capacidad de cambiar, aprobar y revocar activos criptográficos según sea necesario para responder a las amenazas en desarrollo. La criptoagilidad le ofrece la posibilidad de cambiar los algoritmos criptográficos, combinar métodos de cifrado, aumentar el tamaño de las claves de cifrado y revocar los certificados digitales, todo ello sin necesidad de realizar grandes esfuerzos en materia de seguridad y TI.
Planificación de la asistencia de expertos para el cifrado poscuántico
Su organización no necesita planificar por sí sola el cifrado poscuántico. El Centro de Excelencia Criptográfica de Entrust (CryptoCoE) brinda las herramientas y directrices necesarias para inventariar y priorizar los datos y activos criptográficos e iniciar un plan poscuántico.