¿Qué es la criptografía de clave pública?
La criptografía de clave pública (PKC), también conocida como criptografía asimétrica, es una estructura que utiliza una clave pública y una privada, a diferencia de la clave única utilizada en la criptografía simétrica. El uso de pares de claves le da a PKC un conjunto único de características y capacidades que pueden usarse para resolver problemas inherentes a otros métodos criptográficos. Esta forma de criptografía se ha convertido en un elemento importante de la seguridad informática moderna, así como en un componente crítico del creciente ecosistema de criptomonedas.
¿Cómo funciona la criptografía de clave pública?
En el esquema PKC, el remitente utiliza la clave pública para cifrar la información, mientras que el destinatario utiliza la clave privada para descifrarla. Debido a que las dos claves son diferentes entre sí, la clave pública se puede compartir de forma segura sin comprometer la seguridad privada. Cada par de claves asimétricas es único, lo que garantiza que un mensaje cifrado con una clave pública solo pueda ser leído por la persona que tiene la clave privada correspondiente.
Debido a que los algoritmos de cifrado asimétrico generan pares de claves que están relacionadas matemáticamente, la longitud de estas claves es mucho mayor que las utilizadas en la criptografía simétrica. Estas claves más largas (normalmente de 1024 a 2048 bits) hacen que sea extremadamente difícil calcular la clave privada a partir de su contraparte pública. Uno de los algoritmos de cifrado asimétrico más comunes que se utilizan en la actualidad se conoce como RSA. En el esquema RSA, las claves se generan utilizando un módulo que se obtiene multiplicando dos números (a menudo dos números primos grandes). Básicamente, el módulo genera dos claves (una pública, que se puede compartir, y otra privada, que debe mantenerse en secreto). El algoritmo RSA fue descrito por primera vez en 1977 por Rivest, Shamir y Adleman (de ahí RSA) y sigue siendo un componente fundamental de los sistemas criptográficos de clave pública.
PKC como herramienta de cifrado
La criptografía de clave pública resuelve uno de los problemas de larga data de los algoritmos simétricos, que es la transmisión de una clave que se utiliza tanto para el cifrado como para el descifrado. Enviar esta clave a través de una conexión insegura es riesgoso y podría revelarse a un tercero, quien luego podría leer cualquier mensaje cifrado con esta clave. Aunque existen métodos criptográficos (como el protocolo de intercambio de claves Diffie-Hellman-Merkle) para solucionar este problema, siguen siendo vulnerables a los ataques. En criptografía de clave pública, es todo lo contrario. La clave utilizada para el cifrado se puede transmitir de forma segura a través de cualquier conexión. Como resultado, los algoritmos asimétricos proporcionan un mayor nivel de protección en comparación con los simétricos.
Usar firmas digitales
Otra aplicación de los algoritmos de criptografía asimétrica es la autenticación de datos mediante firmas digitales. Básicamente, una firma digital es un hash creado utilizando los datos del mensaje. Cuando se envía este mensaje, el destinatario puede verificar la firma utilizando la clave pública del remitente para verificar el origen del mensaje y asegurarse de que no haya sido manipulado. En algunos casos, las firmas digitales y el cifrado se utilizan juntos, ya que el hash en sí puede cifrarse como parte del mensaje. Cabe señalar que no todos los esquemas de firma digital utilizan un método de cifrado.
Límites
Aunque se puede utilizar para mejorar la seguridad informática y verificar la integridad de los mensajes, PKC tiene algunas limitaciones. Debido a las complejas matemáticas involucradas en el cifrado y descifrado, los algoritmos asimétricos pueden ser bastante lentos cuando tienen que trabajar con grandes cantidades de datos. Este tipo de criptografía también se basa en gran medida en el supuesto de que la clave privada permanecerá secreta. Si la clave privada se compartiera o divulgara accidentalmente, la seguridad de todos los mensajes cifrados con la clave pública correspondiente se vería comprometida. Los usuarios también pueden perder accidentalmente sus claves privadas, en cuyo caso no podrán acceder a los datos cifrados.
Aplicaciones de la criptografía de clave pública
Muchos sistemas informáticos modernos utilizan este tipo de criptografía para garantizar la seguridad de la información confidencial. Por ejemplo, los correos electrónicos se pueden cifrar utilizando técnicas de criptografía de clave pública para garantizar la confidencialidad de su contenido. El protocolo Secure Sockets Layer (SSL), que permite conexiones seguras a sitios web, también utiliza criptografía asimétrica. Los sistemas PKC incluso se han utilizado como un medio para proporcionar un entorno de votación electrónica seguro que potencialmente permitiría a los votantes participar en las elecciones desde las computadoras de sus hogares.
PKC también ocupa un lugar destacado en las tecnologías blockchain y criptomonedas. Al crear una nueva billetera de criptomonedas, se genera un par de claves (clave pública y privada). La dirección pública se genera utilizando una clave pública y se puede compartir de forma segura con otros. Por otro lado, la clave privada se utiliza para crear firmas digitales y verificar transacciones, y por tanto debe mantenerse en secreto. Una vez que se ha confirmado una transacción validando el hash contenido en la firma digital, la transacción se puede agregar al libro mayor de blockchain. Este sistema de verificación de firma digital asegura que solo la persona que tenga la clave privada asociada a la billetera de criptomonedas correspondiente pueda retirar fondos de la misma. Cabe señalar que los cifrados asimétricos utilizados en las aplicaciones de criptomonedas son diferentes de los utilizados con fines de seguridad informática. Por ejemplo, Bitcoin y Ethereum utilizan un cifrado especial conocido como Algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA) para verificar las transacciones.
Desde la seguridad informática hasta la verificación de transacciones de criptomonedas, la criptografía de clave pública desempeña un papel importante en la protección de los sistemas digitales modernos. Utilizando claves públicas y privadas emparejadas, los algoritmos de criptografía asimétrica resuelven los problemas de seguridad fundamentales que presentan los cifrados simétricos. Aunque PKC se utiliza desde hace muchos años, periódicamente se desarrollan nuevas aplicaciones y aplicaciones, especialmente en blockchain y criptomonedas.
