Básicamente es un apretón de manos secreto para las máquinas.
Así como dos generales espartanos necesitaban exactamente el mismo cifrado para intercambiar movimientos de tropas sin que el enemigo descifrara sus planes, las computadoras que utilizan cifrado de clave simétrica dependen de un secreto compartido. La regla es simple: si desea enviar datos cifrados, tanto el remitente como el receptor deben poseer la misma clave. No se puede simplemente transmitir una clave pública y esperar lo mejor aquí. Es un circuito cerrado.
Debe saber exactamente qué dispositivos se comunican entre sí antes de poder instalar esa clave en ambos extremos. Es un secreto previamente compartido. Piensa en ello como un juego infantil en el que acordaste que “A” se convierte en “C” y “B” se convierte en “D”. Si tu amigo tiene la misma hoja de reglas (“Desplazar en 2”), puede leer tu nota. Si un extraño intercepta el paquete, simplemente ve un galimatías.
Las computadoras hacen esto a escala, pero los “códigos” no son tan lindos como las letras cambiantes del alfabeto.
El primer gran algoritmo que alcanzó el estándar estadounidense fue el Estándar de cifrado de datos (DES). Salió en los años 1970. ¿La longitud de la clave? Tan solo 56 bits. En aquel entonces, eso se sentía seguro. Hoy es ridículo.
¿Por qué? Porque a la Ley de Moore no le importa su cifrado.
Una clave de 56 bits ofrece 72 mil billones de combinaciones posibles. Eso parece mucho hasta que te das cuenta de que el hardware moderno puede probar esas combinaciones en ataques de fuerza bruta en una fracción del tiempo que lleva preparar café. DES está efectivamente roto. Fue reemplazado por el Estándar de cifrado avanzado (AES), que es lo que probablemente esté utilizando en este momento.
AES utiliza claves de 128, 192 o 256 bits. Las matemáticas se vuelven astronómicas. Una sola clave de 128 bits tiene más combinaciones que granos de arena en cada playa de la Tierra. La mayoría de los expertos coinciden en que AES se mantendrá durante mucho, mucho tiempo. Sin embargo, no se trata sólo de números. Se trata de la arquitectura.
Eche un vistazo a cómo funciona la sustitución a la vieja usanza. Julio César utilizó un truco similar. No cambió de dos. Se movió tres. Para escribir “CROSSING THE RUBICON”, garabateaba “FURVV LQJWK HUXEL FRQ”. También dividió las palabras en grupos pares para ocultar la longitud de las palabras. Fue inteligente para su época. Pero no se trata de un cifrado de clave simétrica en el sentido moderno. Es sólo un cifrado de sustitución. Y es trivial descifrar el análisis de frecuencia.
El cifrado de clave simétrica es diferente. No se trata sólo de intercambiar letras. Es un proceso matemático que codifica todo el paquete de datos. La clave determina la permutación. Sin esa clave específica, los datos permanecen bloqueados.
Pero hay un problema.
El mayor dolor de cabeza de los sistemas de claves simétricas no es el cifrado en sí. Es la distribución clave. ¿Cómo se obtiene esa clave secreta para la otra computadora de forma segura? Si envía la clave en texto sin formato, ya falló. Si utiliza un canal público, la clave puede ser interceptada. Por eso existe el cifrado asimétrico: para resolver el problema del intercambio de claves. ¿Pero para la transferencia de datos real? La simetría sigue siendo el rey. Es más rápido. Es más ligero. No requiere el pesado trabajo computacional de la criptografía de clave pública.
Entonces usas ambos. Asimétrico para intercambiar la clave simétrica. Simétrico para enviar la carga útil real.
Es un enfoque híbrido. Eficiente. Seguro. Estándar.
Pero no invencible.
Constantemente surgen nuevos ataques. La computación cuántica se vislumbra en el horizonte y promete romper los estándares actuales al resolver problemas de factorización de enteros y de logaritmos discretos en segundos. Ya estamos trabajando en algoritmos poscuánticos. ¿Pero por ahora? AES de 256 bits es el estándar de oro. Es robusto. Es ampliamente adoptado. Funciona.
