Desde los cifrados antiguos hasta la cadena de bloques: cómo la criptografía protege tu mundo digital

¿Alguna vez te has preguntado por qué nadie puede robar tu información durante pagos en línea? ¿Por qué los mensajes de mensajería instantánea solo los tú y la otra persona pueden ver? Todo el secreto está en la criptografía, un campo científico antiguo y moderno a la vez.

Desde proteger secretos nacionales y transacciones bancarias hasta salvaguardar la seguridad de criptomonedas y contratos inteligentes, la criptografía se ha convertido en un héroe anónimo del mundo digital. Este artículo te llevará a explorar en profundidad el panorama completo de la criptografía: rastrearemos sus orígenes históricos, desglosaremos cómo funcionan los algoritmos modernos, revelaremos sus aplicaciones en la vida cotidiana y las emocionantes direcciones futuras.

¿Qué es exactamente la criptografía? Te lo explico de forma sencilla

Muchas personas confunden criptografía con cifrado, pero en realidad su alcance es mucho mayor. No solo trata de cómo ocultar información, sino que es una ciencia completa sobre cómo garantizar la seguridad de la información.

Concepto central: las cuatro tareas de la criptografía

Imagina que quieres enviar un secreto a un amigo, ¿cómo asegurarte de que nadie más lo vea en el camino? La criptografía existe para resolver este tipo de problemas.

Criptografía (del griego κρυπτός “oculto” y γράφω “escribir”) es un conjunto de metodologías para garantizar la seguridad de los datos. Sus principales objetivos incluyen:

• Confidencialidad: asegurar que solo personas autorizadas puedan leer la información. Tu mensaje cifrado debe ser incomprensible para los intrusos.

• Integridad de los datos: garantizar que la información no haya sido alterada durante su transmisión o almacenamiento, ya sea por accidente o por malicia.

• Autenticación: verificar que la información proviene realmente del remitente legítimo y no de un impostor.

• No repudio: que el remitente no pueda negar haber enviado un mensaje o realizado una transacción posteriormente.

En la era digital actual, sin el respaldo de la criptografía, los bancos en línea serían peligrosos, las comunicaciones gubernamentales quedarían expuestas, toda la infraestructura de blockchain colapsaría y los activos cifrados como Bitcoin perderían su sentido.

La criptografía está en todas partes, aunque no lo notes

La criptografía es como el aire: trabaja silenciosamente en lugares que no puedes ver:

• Conexiones seguras en sitios web: el candado en la barra de direcciones indica HTTPS, protegido por protocolos TLS/SSL. Cuando inicias sesión, pagas o ingresas datos sensibles, todo está cifrado.

• Aplicaciones de mensajería: Signal, WhatsApp y Telegram usan “cifrado de extremo a extremo” para que solo tú y tu interlocutor puedan leer los mensajes.

• Correo electrónico: los protocolos PGP y S/MIME permiten cifrar el contenido y agregar firmas digitales.

• Redes inalámbricas: el Wi-Fi en casa y en la oficina usa WPA2/WPA3 para evitar accesos no autorizados mediante criptografía.

• Tarjetas bancarias: las tarjetas con chip EMV usan algoritmos criptográficos para verificar la autenticidad y proteger las transacciones.

• Pagos y transferencias en línea: bancos, sistemas de pago y plataformas financieras dependen de múltiples capas de protección criptográfica.

• Firmas digitales: para demostrar la autenticidad de documentos y la autoría.

• Criptomonedas y blockchain: desde Bitcoin hasta Ethereum, estos sistemas se basan en funciones hash criptográficas y firmas digitales para garantizar transacciones inalterables y transparentes.

• Protección de datos: cifrado de discos duros, bases de datos y archivos para evitar filtraciones.

• Redes privadas virtuales (VPN): cifran tu tráfico en línea para proteger tu privacidad en redes públicas.

Criptografía vs cifrado: no los confundas

Estos términos a menudo se usan indistintamente, pero tienen diferencias importantes:

Cifrado es un proceso concreto: transformar información legible (texto plano) mediante algoritmos y claves en una forma ilegible (texto cifrado), y la operación inversa se llama descifrado.

Criptografía es un campo de estudio más amplio que incluye:

• Diseño y análisis de algoritmos de cifrado
• Análisis criptográfico: ciencia de cómo romper cifrados
• Protocolos: reglas para comunicaciones seguras (como TLS/SSL)
• Gestión de claves: generación, distribución, almacenamiento y eliminación segura de claves
• Funciones hash: crear “huellas digitales” para verificar integridad
• Firmas digitales: verificar la autoría y que los datos no hayan sido modificados

En resumen, el cifrado es la herramienta más conocida de la criptografía, pero esta abarca mucho más.

¿Cómo evolucionó la criptografía desde la antigüedad hasta hoy?

La historia de la criptografía abarca miles de años, desde simples sustituciones hasta complejos algoritmos matemáticos.

Desde las ideas iniciales hasta la complejidad moderna

Antiguo: los primeros ejemplos de cifrado aparecen en Egipto (aprox. 1900 a.C.), usando jeroglíficos no estándar para ocultar información. Los espartanos (siglo V a.C.) inventaron la Scytale: un cilindro de madera de diámetro conocido, en cuyo interior se enrollaba un pergamino con el mensaje; solo con un cilindro del mismo diámetro se podía leer.

Época clásica y medieval: el cifrado César (siglo I a.C.) es un cifrado por desplazamiento simple, pero ya confundía a quienes no conocían la clave. Los estudios árabes (como Al-Kindi en el siglo IX) desarrollaron el “análisis de frecuencia” para descifrar sustituciones simples. La cifra de Vigenère (siglo XVI) usaba una palabra clave para generar cifrados polialfabéticos, considerada inviolable por mucho tiempo (“le chiffre indéchiffrable” en francés).

Era de las guerras mundiales: la aparición del telégrafo impulsó cifrados más complejos. Durante la Primera Guerra Mundial, los británicos descifraron el Telegrama Zimmermann, influyendo en la entrada de EE. UU. en la guerra. La Segunda Guerra Mundial fue la “edad dorada” de la criptografía. La máquina Enigma alemana, con rotores y reflectores, generaba cifrados muy complejos. Los matemáticos polacos y científicos británicos (incluyendo a Turing en Bletchley Park) lograron romperla, influyendo decisivamente en el curso de la guerra. Japón también usaba la máquina “Purple”, que fue descifrada por los aliados.

Era de la computación: en 1949, Claude Shannon publicó “Teoría de la comunicación en sistemas secretos”, sentando las bases matemáticas modernas. En los 70, el estándar DES (Data Encryption Standard) se convirtió en un cifrado simétrico ampliamente aceptado. En 1976, Diffie y Hellman propusieron la criptografía de clave pública, revolucionando el campo, seguida por RSA (Rivest-Shamir-Adleman), aún en uso.

Historias de cifrados clásicos

Scytale: cifrado por transposición, la seguridad dependía del diámetro del cilindro. Se puede romper por fuerza bruta.

Cifrado César: desplazamiento fijo en el alfabeto (en ruso, 33 letras, con 32 posibles desplazamientos). Fácil de romper por fuerza o análisis de frecuencia.

Vigenère: uso de una palabra clave para determinar desplazamientos. Más difícil que César, pero en el siglo XIX fue descifrado por Charles Babbage y Friedrich Kasiski.

Enigma: máquina electromecánica con rotores y reflectores. Cada pulsación producía cifrados diferentes. Su ruptura requirió mucho trabajo y talento, y fue clave en la victoria aliada.

De mecánico a digital: la gran transformación de la criptografía

La criptografía clásica dependía de máquinas y operaciones manuales; la moderna usa matemáticas y computación.

Puntos clave:

Bases matemáticas: Shannon proporcionó un marco riguroso.

Estandarización: DES, AES y otros estándares permiten interoperabilidad y uso generalizado.

Criptografía asimétrica: la clave pública resuelve el problema fundamental de cómo compartir claves en canales inseguros, facilitando comercio electrónico, firmas digitales y HTTPS.

Capacidad computacional: permite algoritmos más complejos, pero también pone en riesgo los antiguos.

Métodos y algoritmos fundamentales de la criptografía

La criptografía moderna se apoya en algoritmos matemáticos complejos, agrupados en varias categorías.

Cifrado simétrico vs cifrado asimétrico

Son dos enfoques radicalmente diferentes:

¿Cómo trabajan juntos?

En aplicaciones reales, se combina: se usa criptografía asimétrica para intercambiar de forma segura una clave simétrica, y luego se usa esa clave para cifrar rápidamente grandes volúmenes de datos. Así funciona HTTPS/TLS.

Funciones hash: la “huella digital” de los datos

Una función hash es una función matemática que transforma datos de cualquier tamaño en una salida de longitud fija (hash, resumen o “huella digital”).

Características clave:

• Unidireccionalidad: es casi imposible revertir el hash para obtener los datos originales.
• Determinismo: la misma entrada siempre produce el mismo hash.
• Resistencia a colisiones: no se deben encontrar dos entradas distintas que generen el mismo hash (resistencia a colisiones débiles y fuertes).
• Efecto avalancha: cambios mínimos en la entrada producen cambios drásticos en el hash.

Usos:

• Verificación de integridad (comprobar archivos descargados)
• Almacenamiento seguro de contraseñas (guardar hashes en lugar de contraseñas)
• Firmas digitales (firmar el hash del documento)
• Blockchain (enlazar bloques, generar direcciones de monedero)

Algoritmos comunes:

MD5 (ya obsoleto y vulnerable), SHA-1 (obsoleto), SHA-2 (SHA-256, SHA-512) (ampliamente usado), SHA-3 (nuevo estándar), GOST R 34.11-2012 (“Streebog”).

La crisis y soluciones en la era cuántica

Computadoras cuánticas (si se logran) amenazarían muchos algoritmos asimétricos actuales (RSA, ECC), porque dependen de la dificultad de factorización y logaritmos discretos. El algoritmo de Shor puede romperlos en tiempos razonables.

Para enfrentar esta amenaza, hay dos caminos:

Criptografía post-cuántica (PQC): desarrollar nuevos algoritmos resistentes tanto a computadoras clásicas como cuánticas, basados en problemas matemáticos diferentes (retículos, codificación, hash, multivariados). Ya hay procesos de estandarización en marcha (como la competencia del NIST).

Criptografía cuántica: no usa computadoras cuánticas, sino principios de la mecánica cuántica para proteger información. La Distribución Cuántica de Claves (QKD) permite a dos partes establecer una clave compartida de forma segura, ya que cualquier intento de interceptación altera el estado cuántico y se detecta. Ya existen implementaciones piloto.

El futuro de la criptografía cuántica y post-cuántica será clave para mantener la seguridad en la era de la computación cuántica.

Criptografía vs esteganografía: dos formas de ocultar

A menudo se confunden estos conceptos:

Criptografía oculta el contenido de la información, haciendo que no pueda entenderse, pero la existencia del mensaje cifrado es visible.

Esteganografía (del griego στεγανός “hermético” y γράφω “escribir”) oculta la existencia del mensaje. La información secreta se disimula en medios aparentemente inocuos, como imágenes, audio, video o texto normal.

Estas técnicas pueden combinarse: cifrar primero, luego esconder en un medio, formando una doble capa de protección.

Aplicaciones actuales de la criptografía

La criptografía es la columna vertebral de la infraestructura digital, protegiendo desde comunicaciones cotidianas hasta sistemas financieros.

Seguridad en Internet y comunicaciones

TLS/SSL (Protocolo de Seguridad de la Capa de Transporte)

La base de HTTPS. Cuando ves https:// y el candado en el navegador, TLS/SSL está en acción:

1. Verifica la identidad del servidor (mediante certificados)
2. Establece un canal cifrado mediante intercambio de claves (usualmente RSA o ECC)
3. Usa algoritmos simétricos rápidos (como AES) para cifrar toda la comunicación, protegiendo login, pagos, datos sensibles

Cifrado de extremo a extremo (E2EE)

En Signal, WhatsApp, Threema, etc. Los mensajes se cifran en el dispositivo del emisor y solo pueden descifrarse en el del receptor. Incluso los servidores no ven el contenido. Se combina cifrado simétrico y asimétrico.

Encriptación DNS

DoH (DNS sobre HTTPS) y DoT (DNS sobre TLS) cifran las consultas DNS, evitando que ISP u otros vean qué sitios visitas.

Correo seguro

PGP y S/MIME permiten cifrar correos y firmarlos digitalmente, garantizando confidencialidad y autenticidad.

Firma digital y seguridad financiera

Firma digital

Mecanismo criptográfico para verificar la autenticidad e integridad de archivos electrónicos. Funciona así:

1. Se genera un hash del archivo
2. Se firma ese hash con la clave privada (firma digital)
3. El receptor verifica usando la clave pública del remitente y comparando el hash

Si coinciden, se confirma que el archivo es auténtico y no ha sido modificado.

Usos: trámites legales, informes a entidades públicas, licitaciones electrónicas, confirmación de transacciones.

Defensa criptográfica en finanzas

Banca en línea

Usa TLS/SSL para proteger sesiones, cifrar bases de datos, y en la autenticación multifactor, elementos criptográficos.

Tarjetas con chip EMV

El chip almacena claves y realiza operaciones cifradas para verificar identidad, evitando clonaciones.

Sistemas de pago

Visa, Mastercard, etc., usan protocolos criptográficos complejos para autorizar transacciones y proteger datos.

Cajeros automáticos

Comunicación cifrada con el centro, PIN cifrado almacenado.

Activos cifrados y blockchain

Para quienes operan con activos digitales, entender la criptografía es esencial. La blockchain se construye con funciones hash y firmas digitales. Bitcoin y otras criptomonedas usan estos mecanismos para garantizar que las transacciones no puedan ser alteradas, las direcciones sean seguras y el historial sea transparente.

Al usar plataformas, elige servicios que empleen protección criptográfica avanzada, para que tus monederos, claves privadas y transacciones estén bien protegidos.

Empresas y gobiernos

Protección de datos empresariales

Bases de datos cifradas, archivos y documentos sensibles (en almacenamiento o transmisión). Previene filtraciones y cumple con regulaciones (GDPR, etc.).

Comunicación interna

VPN para acceso remoto seguro, cifrado de correos y mensajería corporativa.

Gestión documental

Sistemas de gestión electrónica de archivos (EDMS) con firma digital, que otorgan validez legal y autenticidad.

Comunicación gubernamental

Departamentos usan herramientas criptográficas certificadas para comunicaciones confidenciales.

Control de accesos

Métodos criptográficos (tokens, tarjetas inteligentes) para verificar identidad y permisos.

Aplicaciones en empresas rusas

En Rusia, software empresarial como “1C:Enterprise” suele integrar herramientas de protección criptográfica (CIPM), como CryptoPro CSP o VipNet CSP. Esto es necesario porque:

Reportes electrónicos: informes a la FNS, PFR, FSS deben firmarse digitalmente.

Flujos de documentos electrónicos (EDF): intercambio de documentos con validez legal (facturas, actas, contratos) requiere firma digital.

Contrataciones públicas: participar en plataformas electrónicas (ETP) requiere firma digital.

Seguridad de datos: algunas configuraciones de 1C soportan cifrado de bases o registros específicos con herramientas criptográficas.

Esta integración permite a las empresas cumplir requisitos legales y de seguridad desde sus sistemas habituales.

Panorama global de la criptografía

El desarrollo y regulación de la criptografía varía en cada país, pero la cooperación internacional y las tendencias globales son clave.

Contribuciones y estándares en Rusia

Rusia tiene tradición en criptografía, heredada de la escuela matemática soviética.

Normas nacionales (GOST)

Existen estándares criptográficos nacionales:

• GOST R 34.12-2015: cifrado por bloques simétrico, con algoritmos “Kuznetschik” (128 bits) y “Magma” (64 bits).
• GOST R 34.10-2012: firma digital basada en curvas elípticas.
• GOST R 34.11-2012: función hash “Streebog” (256 o 512 bits).

Se usan en protección de sistemas gubernamentales, secretos de Estado y en interacción con entidades oficiales.

Organismos reguladores

FSB (Servicio Federal de Seguridad) regula el uso, producción y certificación de herramientas criptográficas, asegurando su seguridad.

FSTEC (Agencia Federal de Seguridad de la Información) gestiona la protección tecnológica, incluyendo la criptografía.

Desarrolladores locales

Empresas como CryptoPro, InfoTeKS, Code of Security desarrollan soluciones criptográficas y de seguridad.

Influencia de EE. UU.

EE. UU. ha sido líder en criptografía:

• NIST: desarrolla estándares (DES, AES, SHA) y lidera la competencia por algoritmos post-cuánticos.
• NSA: ha desarrollado y analizado algoritmos, a veces generando controversia.
• Academia y empresas: centros de investigación y tecnológicas innovan continuamente.

Europa en su camino autónomo

• ENISA: promueve buenas prácticas y estándares.
• GDPR: no especifica algoritmos concretos, pero exige medidas técnicas apropiadas, donde la encriptación es clave.
• Países como Alemania, Francia, UK: mantienen centros de seguridad y tradición en criptografía.

China y su autosuficiencia tecnológica

China desarrolla sus propios algoritmos (SM2, SM3, SM4), con regulación estricta. Invierte mucho en investigación en post-cuántico y cuántico.

Marcos internacionales

Además de estándares nacionales, existen normativas internacionales:

• ISO/IEC: desarrolla estándares en seguridad y cifrado (ISO/IEC 18033, 9797, 11770).
• IETF: define protocolos en Internet (TLS, IPsec, PGP).
• IEEE: en tecnologías de redes (Wi-Fi, etc.).

Estos marcos aseguran compatibilidad y confianza global en las comunicaciones y transacciones.

Convertirse en profesional de la criptografía

Con la digitalización en todos los ámbitos, la demanda de expertos en criptografía y seguridad crece continuamente.

Posiciones y habilidades necesarias

Las carreras relacionadas incluyen:

Criptógrafo (investigador)

Diseña algoritmos y protocolos, analiza su resistencia, investiga criptografía post-cuántica. Requiere sólida base matemática (teoría de números, álgebra, probabilidad, complejidad).

Analista criptográfico

Estudia y rompe sistemas existentes. En defensa, busca vulnerabilidades para corregir.

Ingeniero en seguridad / experto en ciberseguridad

Implementa y configura herramientas criptográficas, participa en sistemas de protección, VPN, PKI, gestión de claves, monitoreo.

Desarrollador de software seguro

Conoce librerías y API criptográficas, programa aplicaciones seguras.

Pentester / auditor de seguridad

Busca vulnerabilidades, incluyendo errores en uso de criptografía.

habilidades imprescindibles

• Bases matemáticas sólidas
• Conocimiento en algoritmos y protocolos
• Programación (Python, C++, Java)
• Redes y sistemas operativos
• Capacidad analítica y resolución de problemas no estándar
• Atención al detalle
• Actualización continua (el campo evoluciona rápido)

Cómo aprender criptografía

Universidades y grados

Instituciones como MIT, Stanford, ETH Zurich, EPFL, Technion ofrecen programas y grupos de investigación en criptografía y seguridad.

Cursos online

Coursera, edX, Udacity ofrecen cursos introductorios y avanzados, impartidos por expertos internacionales.

Oportunidades profesionales

El sector de ciberseguridad y criptografía tiene múltiples caminos:

Industrias: TI, fintech, telecomunicaciones, gobierno, defensa, consultoría en seguridad, cualquier empresa digital.

Escalafón: desde ingeniero junior hasta experto senior, jefe de seguridad, arquitecto, consultor o investigador.

Demanda: en aumento, por amenazas crecientes y digitalización.

Salarios: generalmente superiores a la media en TI, especialmente con experiencia en criptografía avanzada.

Es un campo desafiante y con gran proyección, que requiere esfuerzo constante, pero ofrece trabajos interesantes y buenas oportunidades de desarrollo.

Conclusión: cómo la criptografía moldea el futuro

La criptografía no es solo fórmulas complejas, sino la base para garantizar confianza y seguridad en un mundo cada vez más digital. Desde proteger correos y transacciones financieras, hasta sustentar sistemas gubernamentales y blockchain, su influencia es omnipresente. Hemos visto su evolución desde cifrados simples en la antigüedad hasta los desafíos de la computación cuántica, analizado sus métodos y algoritmos principales, y explorado su uso en Rusia y en el mundo.

Para quienes quieren gestionar su vida digital con seguridad, entender los fundamentos de la criptografía es una habilidad imprescindible, y aún más para los expertos en seguridad.

El campo no se detiene: nuevos retos como las computadoras cuánticas y soluciones como los algoritmos post-cuánticos y la distribución cuántica de claves seguirán marcando el rumbo. La criptografía continuará siendo clave para un futuro digital más seguro.

Esperamos que este artículo te haya ayudado a comprender mejor el mundo de la criptografía y su importancia. Protege bien tu seguridad digital y adopta las mejores prácticas en línea.

Preguntas frecuentes

¿Qué hacer si tengo un error en criptografía?

“Error en criptografía” es un término general que puede aparecer en múltiples contextos (firmas digitales, conexión a sitios, hardware criptográfico). Las causas varían, por ejemplo, certificados caducados.

Pasos recomendados:

1. Reinicia la aplicación o el equipo
2. Verifica las fechas y estado de los certificados
3. Actualiza hardware, navegador, sistema operativo
4. Revisa la configuración del hardware criptográfico según instrucciones
5. Prueba con otro navegador
6. Consulta la documentación o soporte técnico

Para problemas con firmas digitales, contacta a la autoridad certificadora correspondiente.

¿Qué es un módulo criptográfico?

Un módulo criptográfico es un componente hardware o software diseñado específicamente para realizar operaciones criptográficas: cifrado, descifrado, generación de claves, hash, firma y verificación.

¿Cómo pueden estudiar los estudiantes criptografía? ¿Qué recursos hay?

Comenzar por la historia: cifrados como César, Vigenère ayudan a entender principios básicos.

Practicar resolviendo: plataformas como CryptoHack, CTFs ofrecen retos de diferentes niveles.

Lecturas recomendadas: “El código de la Biblia” de Simon Singh, “Aplicaciones de la criptografía” de Bruce Schneier.

Visitas y museos: si es posible, visitar museos de criptografía.

Bases matemáticas: dominar álgebra, teoría de números, probabilidad.

Programación: implementar cifrados sencillos en cualquier lenguaje.

Cursos online: en Coursera, Stepik, edX hay introducciones para principiantes.