Qué es la criptografía: historia, tipos, técnicas y retos actuales

La criptografía ha evolucionado a lo largo de la historia como una de las herramientas más sofisticadas y necesarias para proteger nuestra información y garantizar la seguridad en la era digital. Aunque sus orígenes se remontan a las primeras civilizaciones, es en el contexto actual, marcado por transacciones financieras, mensajería instantánea y almacenamiento de datos, donde su papel se vuelve absolutamente imprescindible. Desde el auge de Internet hasta la llegada de ordenadores cuánticos, la criptografía no ha dejado de reinventarse, abarcando desde simples mensajes en clave hasta sistemas avanzados capaces de cifrar bases de datos enteras o salvaguardar la identidad digital de millones de usuarios alrededor del mundo. Si te preguntas qué es la criptografía, cómo afecta a tu día a día, por qué es determinante para la ciberseguridad y qué retos afronta en la actualidad, aquí vas a encontrar un repaso completo con todos los matices oficiales y aplicaciones prácticas más relevantes.

En este artículo, vamos a sumergirnos en todos los aspectos esenciales de la criptografía: su historia, tipos, funcionamiento, aplicaciones, amenazas, pilares de seguridad, implicaciones jurídicas, tecnología y perspectivas de futuro, apoyándonos rigurosamente en la información recogida de las páginas más reconocidas del sector y enriquecida con el conocimiento experto más actual.

Definición completa de la criptografía

La criptografía es el arte y la ciencia de proteger la información transformándola en un formato ilegible para quienes no dispongan de los permisos adecuados, mediante el empleo de códigos y algoritmos matemáticos. Proviene de los términos griegos “kryptós” (oculto) y “graphein” (escribir), una definición que encaja a la perfección con la función de ocultar o codificar mensajes o datos para que sólo sean entendibles por los interesados autorizados.

Más allá de la simple codificación, la criptografía moderna se encarga de diseñar, implementar y validar sistemas orientados a ofrecer confidencialidad, integridad, autenticación y no repudio. Con todo ello, protege desde contraseñas y correos electrónicos hasta transacciones bancarias, historiales médicos o comunicaciones empresariales y privadas.

Origen y desarrollo histórico de la criptografía

La historia de la criptografía es tan rica como sorprendente. Sus primeras aplicaciones surgieron en tiempos antiguos, vinculadas a necesidades estratégicas y militares. Por ejemplo, la llamada Escítala en Esparta (siglo V a.C.), que consistía en una vara alrededor de la cual se enrollaba una cinta de cuero con el mensaje para descifrarlo.

El cifrado César, atribuido popularmente a Julio César, es otro exponente clásico de técnicas de criptografía simétrica basadas en desplazamiento del alfabeto. En el siglo XV, Blaise de Vigenère desarrolló un método de cifrado polialfabético más avanzado. Durante guerras, especialmente en la Segunda Guerra Mundial, la criptografía vivió uno de sus momentos clave con el uso y descifrado de la famosa máquina Enigma por la inteligencia británica, lo que marcaría la transición a técnicas mecánicas y, más tarde, a algoritmos computacionales.

En el siglo XX y XXI, tras la llegada de la computación, la criptografía alcanzó un nivel de desarrollo sin precedentes, con la creación de estándares de cifrado como DES (Data Encryption Standard) y, posteriormente, AES (Advanced Encryption Standard). El nacimiento de la criptografía asimétrica permitió resolver muchos de los desafíos de transmisión segura de claves y autenticación, dando pie a la creación de mecanismos imprescindibles en nuestra vida digital. Puedes consultar más sobre la historia y estándares en fuentes como Wikipedia y los artículos de Kaspersky.

Propiedades y pilares básicos de la criptografía

La criptografía moderna gira en torno a cuatro propiedades fundamentales, consideradas pilares básicos para garantizar la seguridad de la información:

• Confidencialidad: solo las personas autorizadas pueden acceder a la información. Se asegura mediante el cifrado.
• Integridad: los datos no se alteran ni manipulan durante la transmisión o almacenamiento. Aquí juegan un papel clave las funciones hash y las firmas digitales.
• Autenticación: verificación de la identidad del emisor o del receptor, muchas veces mediante firmas digitales, certificados o tokens.
• No repudio: el emisor no puede negar su autoría, importantísimo en operaciones legales, contratos o comercio electrónico.

En Universidad VIU y otros recursos especializados, a veces se amplía con el pilar de la disponibilidad, relacionado con que los datos estén accesibles cuando se necesiten.

Principios de seguridad de los sistemas criptográficos

La criptografía aplicada no sólo depende del secreto de la clave, sino de principios robustos de seguridad. Uno de los más reconocidos es el Principio de Kerckhoffs, que establece que la seguridad de un sistema criptográfico debe descansar únicamente en el secreto de la clave, no en el secreto del algoritmo. De esta forma, aunque el método usado sea conocido, si la clave no es accesible, la información seguirá protegida.

El debate entre la seguridad por oscuridad (confianza en el secreto del algoritmo) y la transparencia ha marcado una diferencia en cómo las organizaciones y comunidades especializadas abordan el diseño y la evaluación de la seguridad criptográfica. Hoy en día, la auditabilidad y la verificación pública del código y los métodos son una garantía adicional de robustez.

Clasificación y tipos de criptografía

Podemos dividir la criptografía principalmente en tres grandes ramas, cada una con sus propios objetivos, mecanismos y casos de uso. Comprenderlas es fundamental para saber cómo protege la información:

Criptografía simétrica (de clave secreta)

En la criptografía simétrica, el cifrado y descifrado se realizan con la misma clave secreta. Es la modalidad más antigua y sencilla, destacando por su velocidad y eficiencia, lo que la convierte en la opción ideal para grandes volúmenes de datos. Su gran dificultad reside en compartir la clave de manera segura.

• Cifrado por flujo: cifra los datos byte a byte o bit a bit. Destaca por su velocidad y flexibilidad, aunque puede ser más vulnerable ante determinados escenarios.
• Cifrado por bloques: cifra los datos en bloques de tamaño fijo, ofreciendo mayor seguridad y facilidad para detectar modificaciones. Ejemplos: DES, Triple DES, AES.

La criptografía simétrica es la base del cifrado de datos en almacenamiento, protección de discos y servicios online como VPN o navegación segura.

Criptografía asimétrica (de clave pública)

A diferencia del sistema simétrico:

• Se basa en dos claves distintas, pero relacionadas matemáticamente: una pública, que puede compartirse con cualquiera, y otra privada, que se mantiene en secreto.
• La clave pública cifra los mensajes y la privada los descifra, o en el caso de las firmas digitales, la privada firma y la pública verifica.
• Permite resolver el problema de compartir claves de forma segura y habilita funcionalidades como la autenticación y las firmas electrónicas.

Entre los algoritmos más conocidos están:

• RSA (Rivest–Shamir–Adleman): basado en la dificultad para factorizar grandes números primos.
• DSA (Digital Signature Algorithm): diseñado para firmas digitales.
• Curvas Elípticas (ECC): utilizan propiedades matemáticas más avanzadas para generar claves más pequeñas y eficientes, ampliamente adoptadas por servicios y dispositivos de bajo consumo.

Servicios como IBM, Amazon Web Services, Bitcoin o iMessage utilizan este tipo de criptografía.

Funciones hash y criptografía basada en huellas digitales

Las funciones hash criptográficas son esenciales para garantizar la integridad y autenticidad de los datos. Transforman un mensaje o entrada de cualquier longitud en un valor de salida de tamaño fijo (el «hash» o «digest») con propiedades clave:

• Es imposible (o casi) obtener el mensaje original sólo a partir del hash generado.
• Pequeños cambios en la entrada producen modificaciones drásticas y aparentemente aleatorias en la salida.
• Se usan tanto para almacenar contraseñas de forma segura como para generar y verificar firmas digitales, comprobación de integridad de software y muchas otras aplicaciones.

Criptografía híbrida

La criptografía híbrida combina los métodos simétricos y asimétricos para aprovechar lo mejor de ambos mundos:

• Utiliza criptografía asimétrica para negociar/intercambiar de forma segura una clave de sesión simétrica.
• Después, la comunicación se realiza usando esa clave simétrica, ganando en velocidad y eficiencia.
• Este modelo es el utilizado en los protocolos de seguridad de Internet como SSL/TLS y prácticamente todos los servicios digitales modernos.

Elementos y herramientas clave en criptografía

Hay una serie de conceptos y tecnologías fundamentales sin los cuales la criptografía moderna no podría cumplir su función:

• Claves y espacio de claves: cuanto mayor es el espacio de clave (o la longitud de la clave), más difícil será para un atacante explotar el cifrado por fuerza bruta.
• Algoritmos criptográficos: dependiendo de la finalidad, se usan unos u otros (AES, RSA, SHA-256, ECC, etc.)
• Infraestructura de clave pública (PKI): red de confianza que gestiona claves públicas y certificados digitales, validando la identidad en Internet.
• Tokens y módulos de seguridad hardware (HSM): dispositivos y sistemas utilizados para generar, almacenar y gestionar claves criptográficas de forma segura.

Técnicas y metodologías criptográficas

Los algoritmos y protocolos empleados pueden dividirse en varias categorías detalladas:

• Criptografía basada en identidades: permite usar identificadores únicos (como direcciones de correo electrónico) como base para crear claves públicas y facilita el uso sin necesidad de certificados.
• Criptografía con umbral: requiere la colaboración de un número mínimo de participantes para ejecutar operaciones sensibles, muy útil en sistemas descentralizados o para repartir la confianza.
• Criptografía sin certificados: un campo emergente que busca reducir la complejidad de gestión de certificados digitales.
• Criptografía de clave aislada: utiliza claves únicas, separadas del resto del sistema para operaciones muy concretas.

Existen, además, modelos de evaluación de la seguridad como la seguridad incondicional (basada en la teoría de la información) y la seguridad condicional o computacional (basada en la dificultad computacional de los problemas matemáticos subyacentes). El uso de funciones pseudoaleatorias (SHA-1, MD5, etc.) es habitual para aproximar features de sistemas matemáticos ideales.

Amenazas y ataques criptográficos más comunes

Por sólida que sea una tecnología criptográfica, ninguna está completamente a salvo de amenazas y ataques. Los criminales informáticos y agencias estatales emplean diversas técnicas para intentar romper la seguridad:

• Ataque de fuerza bruta: prueba automática de todas las combinaciones posibles de clave hasta hallar la correcta. Mitigado usando claves de gran longitud.
• Ataques por ingeniería social: obtención de información o claves manipulando o engañando a las personas que tienen acceso.
• Ataques a la implementación: explotan errores o vulnerabilidades en el software/hardware que implementa los algoritmos (puertas traseras, mala gestión de claves, etc.).
• Ataques de texto cifrado o de texto simple elegido/conocido: técnicas que, según el conocimiento previo, buscan descubrir la clave explotando pares de textos cifrados y en claro.
• Ataques a funciones hash: búsqueda de colisiones o pre-imágenes para vulnerar la integridad o la autenticación.
• Ataques de canal lateral: aprovechan efectos físicos del hardware durante el cifrado para obtener información adicional (consumo energético, radiación, tiempos de procesamiento, etc.).
• Reutilización o mala gestión de claves: usar la misma clave para varios servicios o durante períodos prolongados facilita el trabajo a los atacantes.
• Ataques internos: cuando algún usuario no autorizado accede a claves a las que, en principio, no debería tener acceso.

Las prácticas recomendadas incluyen rotar claves regularmente, no reutilizarlas para distintos fines, mantener su almacenamiento seguro, auditar la implementación y efectuar copias de seguridad.

Aplicaciones prácticas de la criptografía

La criptografía está presente en situaciones cotidianas y empresariales mucho más de lo que imaginas. Algunos de sus usos más destacados:

• Transacciones financieras: bancos y sistemas de pago online protegen transferencias, números de tarjetas y credenciales mediante cifrados robustos, SSL/TLS y sistemas tokenizados.
• Correo electrónico cifrado: certificados y cifrado punto a punto mantienen la privacidad de tus emails y evitan la suplantación de identidad.
• Almacenamiento y respaldo de datos: cifrado en bases de datos, discos duros, almacenamiento en la nube y servidores empresariales.
• Protección de comunicaciones: mensajería instantánea, llamadas VoIP (WhatsApp, Signal, Telegram, Zoom), todas integran criptografía de clave pública para evitar intercepciones y garantizar que sólo el destinatario pueda acceder al mensaje.
• Identidad digital y firma electrónica: la autenticidad de usuarios, firmas de documentos electrónicos y contratos digitales dependen de la criptografía de clave pública, PKI y mecanismos hash robustos.
• Proyectos destacados: iniciativas como GnuPG (GNU Privacy Guard) permiten cifrado y firma de mensajes en software libre. Estándares abiertos como OpenPGP y sistemas como TrueCrypt o Salesforce para la protección empresarial ofrecen soluciones integrales.
• Pagos y monederos electrónicos: el uso de criptografía ofusca datos bancarios y garantiza autenticidad en pagos con móvil y banca online.
• Voto electrónico: la privacidad y seguridad del voto son posibles gracias a protocolos criptográficos avanzados.
• Blockchain y criptomonedas: monedas digitales como Bitcoin usan criptografía de curva elíptica para generar claves, proteger balances y garantizar la integridad del sistema.

Protocolos y estándares criptográficos actuales

Existen multitud de protocolos y herramientas normalizadas a nivel mundial que hacen posible la integración de criptografía avanzada en la red:

• SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security): base de la seguridad en la web, protege tráfico HTTP, correos y servicios de mensajería.
• PKI (Public Key Infrastructure): sistemas que emiten, validan y revocan certificados digitales asociados a claves públicas para establecer confianza.
• Estándares nacionales e internacionales: ISO, FNMT en España, NIST en Estados Unidos, y otros organismos regulan y auditan la implementación y desarrollo de algoritmos seguros.
• Software de cifrado: desde suites comerciales como Kaspersky hasta aplicaciones de código abierto (AxCrypt, John the Ripper, Dm-crypt).

Retos actuales y futuro de la criptografía

La criptografía está en constante evolución y afronta desafíos sin precedentes:

• Computación cuántica: la llegada de superordenadores cuánticos puede debilitar o hacer obsoletos los cifrados actuales, ya que algoritmos como RSA o ECC serían vulnerables por su capacidad de resolver cálculos de factorización y logaritmo discreto en tiempo razonable.
• Criptografía post-cuántica: se están desarrollando nuevos algoritmos capaces de resistir ataques cuánticos (NTRUEncrypt, lattice-based cryptography, etc.), pero aún no hay estándares generalizados ni implementaciones masivas.
• Gestión y almacenamiento de claves: sigue siendo un punto débil en la mayoría de infraestructuras.
• Errores de implementación y gobierno: como ocurrió en casos históricos, un diseño matemático perfecto puede venirse abajo por descuidos o puertas traseras añadidas de forma deliberada.
• Ataques de canal lateral y otros vectores físicos: las filtraciones emitidas por Snowden revelaron que ciertas agencias aprovechan vulnerabilidades hardware y técnicas poco ortodoxas, lo que obliga a los fabricantes a endurecer tanto el software como los circuitos físicos.
• Cambios legales y regulatorios: la protección de datos personales obliga a las empresas a implantar la criptografía cumpliendo normativas como el RGPD y otros marcos legales internacionales.

La colaboración entre comunidades de expertos, empresas tecnológicas y organismos internacionales es cada vez más crucial. Además, la aparición del aprendizaje automático e inteligencia artificial aplicada está abriendo nuevas oportunidades, tanto para protecciones predictivas como para la detección avanzada de amenazas.

Consejos para una gestión segura de claves y datos

El cifrado aporta valor solo si está bien gestionado y el ciclo de vida de las claves es riguroso:

• Usa claves únicas para cada finalidad: nunca reutilices claves en múltiples aplicaciones.
• Almacena y respalda las claves en sistemas seguros no accesibles a usuarios no autorizados.
• Actualiza periódicamente los algoritmos y las propias claves para mantener un nivel de seguridad adecuado frente a nuevos riesgos.
• No almacenes las claves en papel ni en ficheros desprotegidos, opta por gestores de contraseñas y/o módulos de seguridad hardware.
• Incluye formación en criptografía y concienciación de seguridad para todos los empleados y usuarios de sistemas sensibles.
• Audita y revisa las implementaciones para evitar malas prácticas o bugs inadvertidos.

Mitigación de riesgos y mejores prácticas en criptografía aplicada

La adopción de buenas prácticas es esencial para proteger los sistemas y datos más sensibles:

• Elige algoritmos estándares y reconocidos con respaldo de auditorías y de la comunidad científica.
• Evita algoritmos obsoletos o propietarios cuyas debilidades puedan estar ocultas.
• Mantente siempre informado sobre vulnerabilidades emergentes y ataques de última generación.
• Apóyate en productos certificados (por ejemplo, aquellos homologados por el CCN-CERT en España o por organismos internacionales).

Perspectivas y tendencias: el horizonte de la criptografía

El sector de la criptografía está sometido a transformación constante:

• Las aplicaciones de blockchain y contratos inteligentes dependen directamente de algoritmos criptográficos robustos para asegurar la inmutabilidad e integridad de las transacciones.
• La irrupción de la inteligencia artificial y el big data obligan a proteger cantidades ingentes de información sensible, tanto en tránsito como en reposo.
• El crecimiento exponencial del internet de las cosas (IoT) implica el reto de implementar cifrado eficiente en miles de millones de dispositivos de bajo consumo.
• La educación y divulgación siguen siendo fundamentales para que ciudadanos y empresas comprendan cómo proteger adecuadamente sus activos digitales y tomen medidas preventivas.

En el día a día, la criptografía da soporte silencioso a infinidad de procesos: desde operaciones bancarias, suscripciones online, acceso a servicios básicos, hasta comunicación entre dispositivos inteligentes y plataformas industriales conectadas. El reto no solo consiste en mantenerse un paso por delante de los atacantes, sino también garantizar confianza, privacidad y legitimidad en nuestras actions digitales en un mundo cada vez más interconectado.

La criptografía es mucho más que una disciplina matemática: es el pilar silencioso que hace posible la confianza en la era digital. Abarca historia, tecnología, ingeniería, ciberseguridad y derechos, penetrando en todos los ámbitos de nuestra vida moderna. Sin ella, la privacidad, la integridad y la autenticidad de la información simplemente serían imposibles. Por ello, es vital comprender no solo en qué consiste y cómo funciona, sino también por qué su presencia y desarrollo seguirán siendo clave para preservar la seguridad estratégica de empresas, instituciones y ciudadanos.