¿Qué es la criptografía post-cuántica?
La criptografía post-cuántica protege datos y comunicaciones frente a las futuras computadoras cuánticas. Esta guía explica la amenaza, los estándares de NIST y cómo deben prepararse las organizaciones.
Definición
La criptografía post-cuántica (PQC) es la familia de algoritmos de clave pública diseñados para seguir siendo seguros frente a atacantes con acceso a computadoras cuánticas de gran escala. A diferencia de la distribución cuántica de claves, la PQC funciona sobre el hardware, el software y las redes existentes.
Por qué las computadoras cuánticas son una amenaza
Gran parte de la confianza digital actual se basa en RSA y en la criptografía de curva elíptica: TLS, VPN, firmas digitales, PKI y firma de código. Una computadora cuántica suficientemente potente que ejecute el algoritmo de Shor podría romper ambos. Los algoritmos simétricos se ven menos afectados: el algoritmo de Grover reduce su fortaleza efectiva, por eso se recomienda AES-256 para la protección de largo plazo.
Harvest now, decrypt later
Un adversario no necesita una computadora cuántica hoy para beneficiarse de ella mañana. El tráfico cifrado puede capturarse y almacenarse ahora y descifrarse más adelante. Por eso, toda información que deba seguir siendo confidencial durante muchos años, como datos de gobierno, defensa, salud o finanzas, ya está en riesgo.
Los estándares de NIST
- ML-KEM (FIPS 203): establecimiento de claves, derivado de CRYSTALS-Kyber.
- ML-DSA (FIPS 204): firmas digitales, derivado de CRYSTALS-Dilithium.
- SLH-DSA (FIPS 205): firmas digitales basadas en funciones hash, derivado de SPHINCS+.
ML-KEM y ML-DSA se basan en retículos estructurados y en el problema Module Learning With Errors.
Criptografía híbrida
Durante la transición, la mayoría de los despliegues combina un algoritmo clásico con uno post-cuántico, por ejemplo X25519 con ML-KEM en TLS 1.3. Un atacante tendría que romper ambos, y se mantiene la compatibilidad con los sistemas existentes.
Plazos
NIST IR 8547 prevé deprecar RSA y ECC durante la década de 2030. CNSA 2.0 de la NSA fija 2035 como objetivo para los sistemas de seguridad nacional. El teorema de Mosca ayuda a definir la urgencia: si los años que los datos deben seguir siendo confidenciales más los años que llevará la migración superan los años hasta que exista un adversario cuántico, los datos ya están expuestos.
Cómo empezar
- Inventariar dónde se usa criptografía de clave pública.
- Priorizar los sistemas que protegen datos de larga vida.
- Desplegar esquemas híbridos primero en los flujos más expuestos.
- Capacitar a los equipos que ejecutarán la migración.
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Preguntas frecuentes
¿Las computadoras cuánticas romperán todo el cifrado?
No. El algoritmo de Shor rompe esquemas de clave pública como RSA y la criptografía de curva elíptica. El cifrado simétrico se ve menos afectado: el algoritmo de Grover reduce su fortaleza efectiva, por eso se recomienda AES-256.
¿Qué algoritmos post-cuánticos conviene usar?
Los estándares de NIST: ML-KEM (FIPS 203) para establecimiento de claves, y ML-DSA (FIPS 204) y SLH-DSA (FIPS 205) para firmas digitales, en general desplegados en modo híbrido con algoritmos clásicos.
¿Qué significa quantum-safe?
Un sistema es quantum-safe cuando se espera que la criptografía que lo protege resista ataques de computadoras clásicas y cuánticas.
Evalúe su exposición cuántica
I-314 ayuda a identificar qué sistemas requieren protección post-cuántica en primer lugar.