Cifrado simétrico, cifrado asimétrico, y funciones hash

La gente suele decir “está cifrado” como si eso resolviera una cuestión de seguridad. No es así, porque el cifrado no es una sola cosa. Esta lección cubre los tres pilares detrás de casi toda afirmación de protección digital: el cifrado simétrico, el cifrado asimétrico, y las funciones hash. Cada una garantiza algo distinto, y saber cuál está en juego te dice qué se está protegiendo en realidad.

Cifrado simétrico: una clave compartida

El Centro de Aprendizaje de Cloudflare describe el cifrado simétrico de forma sencilla: “solo hay una clave, y todas las partes que se comunican usan la misma clave (secreta) tanto para cifrar como para descifrar.” El Estándar de Cifrado Avanzado (AES) es hoy el ejemplo estándar, habiendo reemplazado al más antiguo Estándar de Cifrado de Datos (DES) después de que la corta longitud de clave de DES lo volviera vulnerable a la fuerza bruta. El cifrado simétrico es rápido y es lo que realmente revuelve la mayor parte de tus datos, ya sea un archivo en el disco o el cuerpo de una página web cargada por HTTPS. Su problema central es la distribución: ambas partes necesitan la misma clave secreta, y hacerle llegar esa clave a la otra parte sin que nadie más la vea es justo el problema que resuelve el cifrado asimétrico.

Cifrado asimétrico: dos claves que funcionan como un par

En el cifrado asimétrico, o de clave pública, hay dos claves vinculadas matemáticamente: “una clave se usa para cifrar, y una clave distinta se usa para descifrar”, según Cloudflare. La clave de cifrado se puede publicar para cualquiera — de ahí “clave pública” — mientras que la clave de descifrado correspondiente se mantiene privada. Los datos cerrados con la clave pública solo se pueden abrir con la clave privada. Esto es lo que permite que dos personas que nunca se han conocido acuerden un secreto compartido en una red abierta, que es justo lo que pasa al inicio de toda conexión HTTPS (la siguiente lección cubre ese saludo con detalle). RSA y la criptografía de curva elíptica son hoy los algoritmos comunes detrás de esto.

Las funciones hash: una huella digital, no una cerradura

Una función hash no es ninguna de las dos anteriores: no cierra nada, y no hay ninguna clave con la que abrirla. El NIST la define como una función que “convierte una cadena de bits de longitud arbitraria en una cadena de bits de longitud fija” — en palabras sencillas, convierte cualquier archivo o mensaje en una huella digital corta y de tamaño fijo. El NIST especifica las propiedades que debe tener una función hash aprobada: debe ser computacionalmente inviable encontrar una entrada que produzca una salida dada (unidireccionalidad), e inviable encontrar dos entradas distintas que produzcan la misma salida (resistencia a colisiones). Por eso el hash sirve para comprobar la integridad — ¿cambió este archivo? — y para proteger las contraseñas guardadas: un servicio puede comparar una contraseña con su hash guardado sin nunca conservar la contraseña real. Funciones hash más antiguas como MD5 y SHA-1 ya no se consideran seguras frente a un atacante decidido, por eso los sistemas modernos usan en su lugar las familias SHA-2 o SHA-3.

Qué garantiza realmente cada una

Cómo se combinan en la práctica

Casi nada usa solo una de estas herramientas. Una conexión segura típica usa el cifrado asimétrico un momento, para acordar un secreto compartido, y luego cambia al cifrado simétrico rápido para los datos reales, mientras el hash funciona todo el tiempo para asegurarse de que nada de lo enviado se alteró en el camino. Reconocer estos tres papeles es lo que hace que el resto de este curso — firmas, certificados, TLS, y el cifrado de extremo a extremo — tenga sentido como combinaciones de este mismo pequeño conjunto de herramientas, en vez de magia por separado.