Cifrado Simétrico vs Cifrado Asimétrico: Entendiendo las Diferencias Clave

Los sistemas criptográficos de hoy se dividen en dos categorías principales: criptografía simétrica y criptografía asimétrica. Mientras que la criptografía simétrica se centra en la encriptación simétrica, la criptografía asimétrica tiene dos aplicaciones principales: encriptación asimétrica y firmas digitales.

Estos enfoques criptográficos se pueden categorizar de la siguiente manera:

• Encriptación con clave simétrica
  • Encriptación simétrica
• Encriptación asimétrica (encriptación de clave pública)
  • Encriptación asimétrica
  • Firmas digitales ( pueden incluir encriptación )

Este artículo explora las diferencias fundamentales entre los algoritmos de encriptación simétrica y asimétrica y sus aplicaciones en el mundo real.

La Distinción Fundamental

La principal diferencia entre la encriptación simétrica y asimétrica radica en el uso de sus claves. La encriptación simétrica emplea una sola clave tanto para los procesos de encriptación como de desencriptación, mientras que la encriptación asimétrica utiliza dos claves matemáticamente relacionadas pero diferentes. Esta distinción aparentemente simple crea diferencias significativas en funcionalidad, seguridad y aplicaciones prácticas.

Cómo funcionan las claves de encriptación

Claves Simétricas: El Enfoque de Una Sola Clave

Los algoritmos criptográficos generan claves como secuencias de bits que se utilizan para encriptar y desencriptar información. En la encriptación simétrica, la misma clave realiza ambas funciones. Esto significa que cualquier persona que necesite desencriptar los datos debe tener acceso a la clave de encriptación original.

Por ejemplo, cuando Alice envía a Bob un mensaje utilizando encriptación simétrica, debe compartir la clave de encriptación con Bob para que él pueda desencriptarlo. Si una persona no autorizada intercepta esta clave, obtiene acceso completo a la información encriptada.

Claves Asimétricas: El Sistema de Dos Claves

La encriptación asimétrica toma un enfoque diferente al utilizar dos claves distintas. La "clave pública" encripta datos y puede compartirse libremente, mientras que la "clave privada" desencripta datos y debe permanecer confidencial.

Cuando Alice envía un mensaje a Bob utilizando encriptación asimétrica, lo encripta utilizando la clave pública de Bob. Solo Bob, que posee la clave privada correspondiente, puede desencriptar el mensaje. Esto proporciona una seguridad mejorada: incluso si alguien intercepta la clave pública de Bob, no puede desencriptar los mensajes sin la clave privada.

Requisitos de Longitud de Clave

Una diferencia crítica entre estos métodos de encriptación se relaciona con la longitud de la clave, que impacta directamente en el nivel de seguridad.

La encriptación simétrica utiliza típicamente claves elegidas al azar de 128 o 256 bits, dependiendo de los requisitos de seguridad. Sin embargo, la criptografía asimétrica requiere claves mucho más largas porque la relación matemática entre las claves públicas y privadas crea patrones que los atacantes podrían explotar.

Para niveles de seguridad equivalentes:

• Una clave simétrica de 128 bits proporciona una seguridad similar a una clave asimétrica de 2048 bits
• Una clave simétrica de 256 bits se compara con una clave asimétrica de 3072 bits

Comparando Ventajas y Desventajas

Ambos tipos de encriptación tienen fortalezas y limitaciones distintas:

Encriptación Simétrica:

• Ventajas: Velocidades de procesamiento mucho más rápidas y menores requisitos computacionales
• Desventajas: Desafíos en la distribución de claves: compartir claves crea vulnerabilidades de seguridad

Encriptación Asimétrica:

• Ventajas: Resuelve problemas de distribución de claves al usar pares de claves públicas/privadas
• Desventajas: Procesamiento significativamente más lento y mayores demandas computacionales debido a las longitudes de clave más largas

Aplicaciones del mundo real

Casos de Uso de Encriptación Simétrica

La encriptación simétrica se utiliza ampliamente en sistemas que requieren encriptación de alta velocidad de grandes volúmenes de datos. El Estándar de Encriptación Avanzado (AES) es empleado por agencias gubernamentales en todo el mundo, incluido el gobierno de EE. UU. para la protección de información clasificada. AES reemplazó al antiguo Estándar de Encriptación de Datos (DES) desarrollado en la década de 1970.

Casos de Uso de la Encriptación Asimétrica

La encriptación asimétrica resulta valiosa en entornos de múltiples usuarios donde numerosos usuarios necesitan capacidades de encriptación/desencriptación, particularmente cuando la velocidad no es la principal preocupación. Los sistemas de correo electrónico encriptado representan una aplicación común: el remitente encripta los mensajes con la clave pública del destinatario, mientras que el destinatario los desencripta con su clave privada.

Sistemas Híbridos: Lo Mejor de Ambos Mundos

Muchas aplicaciones modernas combinan ambos tipos de encriptación en sistemas híbridos. Los protocolos de Seguridad de la Capa de Transporte (TLS)—la base de seguridad de los navegadores web modernos—ejemplifican este enfoque. Anteriormente, los protocolos de Capa de Sockets Segura (SSL) cumplían este propósito, pero ahora se consideran inseguros.

Encriptación en Criptomonedas

Las tecnologías criptográficas mejoran la seguridad en muchas carteras de Cripto, particularmente a través de la encriptación de contraseñas de los archivos de acceso a la cartera. Sin embargo, existe un concepto erróneo común respecto a los sistemas de blockchain y la encriptación asimétrica.

Mientras que las criptomonedas como Bitcoin utilizan pares de claves públicas y privadas, no necesariamente emplean algoritmos de encriptación asimétrica. Como se mencionó anteriormente, la criptografía asimétrica tiene dos aplicaciones principales: encriptación y firmas digitales.

Los sistemas de firma digital no siempre utilizan técnicas de encriptación, incluso cuando utilizan claves públicas y privadas. Los mensajes pueden ser firmados digitalmente sin encriptación. RSA representa un algoritmo que puede firmar mensajes encriptados, pero el algoritmo de firma digital de Bitcoin (ECDSA) no utiliza encriptación en absoluto.

La Importancia Continua de Ambos Sistemas

Tanto la encriptación simétrica como la encriptación asimétrica juegan roles cruciales en la seguridad de la información sensible en nuestro mundo cada vez más digital. Si bien sirven para diferentes propósitos según sus ventajas y limitaciones, ambos siguen siendo componentes esenciales de la seguridad informática moderna.

A medida que la criptografía continúa evolucionando para contrarrestar amenazas sofisticadas, estos enfoques de encriptación complementarios mantendrán su relevancia al proporcionar soluciones de seguridad integrales para diversas aplicaciones.