La computación cuántica y la encriptación RSA: una historia clara

Este blog se publicó por primera vez en 2024 y ha sido actualizado.

¿Pueden los ordenadores cuánticos descifrar el cifrado RSA? Hoy por hoy, no en un sentido práctico ni en el mundo real. La computación cuántica supone un riesgo futuro para la criptografía de clave pública, pero las afirmaciones de que los ordenadores cuánticos actuales pueden descifrar el cifrado RSA moderno deben ponerse en contexto.

En primer lugar, es importante aclarar que el cifrado RSA es un estándar criptográfico público, no un producto de RSA Security. El algoritmo está vinculado a nuestros fundadores y comparte nombre con nuestra empresa, pero se trata de un estándar público (FIPS 186-5) y no es propiedad ni está afiliada a RSA Security.

Dado que el cifrado RSA contribuye a proteger las comunicaciones digitales en Internet, es necesario planificar con seriedad las medidas frente al riesgo cuántico. Sin embargo, los responsables de seguridad también deben centrarse en los riesgos actuales, entre los que se incluyen el robo de credenciales, la cobertura insuficiente de la autenticación multifactorial (MFA), la ingeniería social, el acceso no gestionado y la creciente amenaza que supone la inteligencia artificial.

El cifrado RSA es un método de criptografía de clave pública que se utiliza para ayudar a proteger las comunicaciones digitales. RSA son las iniciales de Rivest, Shamir y Adleman, los tres investigadores que presentaron el algoritmo en 1977.

El algoritmo RSA utiliza una clave pública para cifrar información o verificar una firma digital, y una clave privada para descifrar información o crear dicha firma. Este modelo permite que dos sistemas establezcan una relación de confianza sin necesidad de compartir previamente una clave secreta.

Por eso, el cifrado RSA es importante para las conexiones web seguras, los certificados digitales, los protocolos de autenticación, las firmas de software y otras funciones de ciberseguridad que dependen de una comunicación fiable.

Los ordenadores cuánticos podrían llegar a suponer una amenaza para algunos sistemas de criptografía de clave pública muy utilizados, entre ellos el cifrado RSA. Sin embargo, eso no significa que los ordenadores cuánticos actuales puedan descifrar el cifrado RSA moderno en entornos prácticos de ciberseguridad.

El motivo de muchas de las preocupaciones recientes es un artículo publicado en mayo de 2024 por investigadores de la Universidad de Shanghái, en el que se describe un método para factorizar números enteros de hasta 50 bits de longitud mediante una combinación innovadora de algoritmos y técnicas cuánticas y clásicas. Dado que el cifrado RSA se basa, en parte, en la dificultad computacional de factorizar números primos grandes, algunos han especulado con que estas técnicas podrían extrapolarse para, en última instancia, descifrar el algoritmo.

Tras algunos titulares alarmistas iniciales sobre la noticia, varios medios de comunicación rectificaron la información. En Forbes, Craig Smith escribió que el proceso descrito por la Universidad de Shanghai "representa pasos graduales más que un avance que cambie el paradigma y deje obsoletas las normas criptográficas actuales". En El Quantum Insider, Matt Swayne señaló que, aunque el proceso "representa un hito técnico, está muy lejos de descifrar los algoritmos de cifrado de alta seguridad que se utilizan habitualmente en los sistemas militares y financieros actuales".

Esa distinción es importante. El avance en la investigación es importante, pero calcular un número entero pequeño en un contexto académico no es lo mismo que descifrar el cifrado RSA de 2048 bits que se utiliza en los sistemas del mundo real.

El problema con las afirmaciones descritas anteriormente es que factorizar un entero de 50 bits dista mucho de descifrar el cifrado de 2048 bits que se utiliza en las implementaciones modernas del algoritmo RSA. Pero simplemente hasta dónde es difícil de comprender para el cerebro humano, ya que la potencia de cifrado aumenta exponencialmente con la longitud de la clave.

A título ilustrativo, imagine una maleta con una cerradura de tres dígitos y 1.000 combinaciones posibles. Si se añade una sola cifra más, la complejidad aumenta. diez veces hasta 10.000 combinaciones. Ahora imagine una maleta con 2.048 diales. Incluso con bits binarios, el número es tan grande que los métodos demostrados en este artículo tardarían muchas veces la edad de nuestro universo en encontrar una solución. Los actores de amenazas suelen tener plazos más cortos.

Ese crecimiento exponencial es la razón por la que el cifrado de 2048 bits no puede compararse directamente con una demostración de factorización de 50 bits. La investigación puede demostrar que las técnicas cuánticas y clásicas están avanzando, pero no demuestra que se haya descifrado el actual cifrado RSA.

Aunque este campo sigue avanzando a buen ritmo, es importante señalar que la computación cuántica sigue viéndose limitada por importantes retos de ingeniería y se enfrenta a numerosos desafíos técnicos de gran envergadura antes de que sea posible la aplicación práctica de esta tecnología. Los investigadores han estimado que descifrar una sola clave RSA de 2048 bits requeriría un ordenador cuántico a gran escala y tolerante a fallos, con millones de qubits físicos. Los sistemas cuánticos actuales no se acercan ni de lejos a ese nivel de capacidad criptográfica práctica. 

Además, los últimos métodos documentados por los investigadores de la Universidad de Shanghái consisten en una combinación de técnicas cuánticas y técnicas informáticas clásicas. Hasta que no se elimine esta dependencia de las técnicas clásicas, este método alcanzará sus límites físicos mucho antes de poder escalar a 2048 bits.

Para los responsables de seguridad, la conclusión es clara: merece la pena prepararse para la computación cuántica, pero no debe considerarse una crisis inmediata. Los ordenadores cuánticos disponibles en la actualidad no cuentan con la capacidad criptográfica práctica necesaria para descifrar el cifrado RSA de 2048 bits en situaciones reales.

Aunque es posible que la computación cuántica no suponga una amenaza a corto plazo, las organizaciones no deben pasarla por alto. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) solicitó por primera vez al público que aportara estrategias para crear estándares de criptografía poscuántica en 2016 y ultimó sus tres primeras normas de criptografía poscuántica en 2024: FIPS 203, FIPS 204, y FIPS 205. El NIST también sigue trabajando en otras normas poscuánticas, entre ellas la FIPS 206.

Ese es el modelo que deben seguir las organizaciones: prepararse de forma planificada, sin considerar la computación cuántica como una crisis inmediata. Los equipos de seguridad deben estar al tanto de las directrices del NIST, identificar en qué partes de sus entornos existe criptografía vulnerable a la computación cuántica y planificar la futura migración a la criptografía poscuántica.

Mientras tanto, el NIST también ha señalado que las claves RSA de 2048 bits deberían seguir ofreciendo una protección suficiente al menos hasta 2030. Las organizaciones deben seguir aplicando las mejores prácticas en cuanto a la longitud y la rotación de las claves para garantizar la seguridad de su cifrado.

Además, el algoritmo RSA ya ofrece una solución integrada mediante longitudes de clave ampliadas. Aunque hoy en día se utilizan habitualmente claves de 2048 bits, los navegadores web modernos ya admiten claves más largas, de 4096 bits, en caso de que sea necesario.

Para la mayoría de las organizaciones, los siguientes pasos a seguir están claros:

• Realizar un inventario de los casos en los que se utiliza la criptografía de clave pública en aplicaciones, infraestructura, servicios en la nube, certificados y sistemas de terceros.
• Mantente al día de las normas del NIST sobre criptografía poscuántica y de las directrices de migración de los proveedores.
• Mantener unas prácticas sólidas en materia de gestión de claves, rotación y ciclo de vida de los certificados.
• Evita precipitarte a la hora de introducir cambios criptográficos que no se hayan probado sin contar con un modelo de riesgo claro.
• Da prioridad a los controles de seguridad que reduzcan el riesgo actual, especialmente los ataques basados en la identidad.

La informática cuántica merece una atención a largo plazo, pero la mayoría de las organizaciones se enfrentan a riesgos de ciberseguridad más inmediatos derivados de los ataques basados en la identidad. Los ciberdelincuentes no necesitan ordenadores cuánticos para comprometer a los usuarios, eludir controles débiles o aprovechar accesos no gestionados.

Cambiar la asistencia sanitaria se vio comprometida por el robo de credenciales y no disponía de MFA activado en algunas de sus cuentas. Araña dispersa convenció al personal del servicio de asistencia de TI para que desactivara o restableciera las credenciales MFA con el fin de lanzar un ataque de ransomware. Y Oleoducto Colonial se vio comprometida, en parte debido a un cuenta VPN huérfana.

La computación cuántica requiere financiación y recursos masivos. Estas filtraciones de datos no lo hicieron. En su lugar, se basaron en exploits clásicos como la ingeniería social, la autenticación basada en contraseñas y organizaciones que no controlan quién tiene acceso a qué. Esos son los riesgos que exigen la atención y la acción de las organizaciones, no la computación cuántica.

Por eso, la seguridad de la identidad sigue siendo un elemento fundamental de la ciberseguridad empresarial. MFA sólido, la autenticación sin contraseña, la gestión de accesos, los controles del ciclo de vida y la gestión de identidades y accesos (IAM) basada en el modelo «zero trust» ayudan a las organizaciones a reducir los riesgos que los atacantes están aprovechando activamente en la actualidad.

El cifrado ayuda a proteger la confianza digital. La seguridad de la identidad ayuda a determinar quién tiene acceso, en qué condiciones y si ese acceso sigue siendo adecuado con el paso del tiempo. Las organizaciones necesitan ambas cosas, pero es precisamente en el ámbito de la identidad donde muchos atacantes están teniendo éxito hoy en día.

La informática cuántica podría acabar cambiando la forma en que las organizaciones protegen las comunicaciones cifradas, las firmas digitales y otros sistemas criptográficos. Por eso, los responsables de seguridad deberían seguir las normas de criptografía poscuántica y empezar a planificar una migración a largo plazo.

Pero no hay por qué anticiparse a los problemas. El cifrado RSA no ha sido descifrado por los ordenadores cuánticos actuales, y los riesgos de ciberseguridad más urgentes ya están aquí. Las organizaciones deben prepararse para el riesgo cuántico y, al mismo tiempo, reforzar desde ya los controles de identidad que protegen a los usuarios, las aplicaciones, los datos y los sistemas críticos.

RSA ID Plus ayuda a las organizaciones a reforzar la seguridad del acceso mediante la autenticación multifactorial (MFA), autenticación sin contraseña, y capacidades de autenticación robustas en entornos en la nube, híbridos y locales, y Implantación de RSA ID Plus Sovereign les permite incorporar capacidades completas de gestión de identidades y accesos en entornos de nube privada, locales y aislados físicamente. Descubre estas soluciones de RSA para ver cómo unos controles de identidad más sólidos pueden ayudar a reducir los riesgos que los atacantes están aprovechando en la actualidad.