Consejos útiles sobre cifrado en la era cuántica

A medida que emergen de los laboratorios y se integran al mundo real, las computadoras cuánticas resultarán muy útiles para la humanidad, sin lugar a duda. No sustituirán a las máquinas convencionales, pero toda vez que se trate de optimizar tareas y cálculos estadísticos, superarán a sus antecesoras. Desafortunadamente, la revolución no se limitará a investigar nuevas medicinas y a desarrollar aviones más avanzados, sino que incluirá la violación del cifrado computacional. Puede que pasen entre cinco y veinticinco años antes de que dichos métodos de hackeo se vuelvan viables, pero ten por seguro que existen datos cifrados en el mundo que necesitan permanecer protegidos durante ese tiempo y posteriormente. Por ello, las grandes empresas y las dependencias gubernamentales necesitan prepararse ahora para el futuro cuántico.

El principal obstáculo para esa preparación en el cifrado de la era cuántica es la ausencia de estándares claros. La comunidad global de criptógrafos ya ha desarrollado varios algoritmos prometedores que resistirán los ataques cuánticos; sin embargo, estos algoritmos tienen que pasar las pruebas y la verificación en varias etapas. La resistencia de los algoritmos debe ser verificable no solo frente a ataques cuánticos sino también convencionales. Debe determinarse cuáles son los más rápidos y eficientes en términos de recursos, de modo que puedan usarse en los dispositivos, como aquellos del IdC, que tienen una potencia computacional limitada; y sus parámetros (por ejemplo, longitud de la clave, etc.) tendrán que encontrar equilibrio óptimo entre la fiabilidad y el desempeño.

Pero esto es apenas un comienzo en el cifrado de la era cuántica. Los estándares existentes de comunicación (por ejemplo, TLS) tendrán que integrar los algoritmos y tendremos que establecer reglas para que los nuevos cifrados coexistan con los pasados. Este trabajo tomará algunos años, claramente. ¿Qué deben hacer mientras tanto los desarrolladores de aplicaciones y plataformas, los fabricantes de coches autónomos y los guardianes de datos estratégicos?

Durante la RSAC 2020, una mesa de expertos en criptografía vio la solución en la “agilidad criptográfica.” Dicho de modo sencillo, si actualmente estás desarrollando o dando soporte al cifrado de datos o al sistema de hash, no establezcas restricciones estrictas. Asegúrate de que los algoritmos de cifrado en uso se puedan actualizar y permite un ajuste amplio a los tamaños de la clave y el búfer. En síntesis, permite que el sistema tenga un espacio para crecer. Esto es especialmente importante para las soluciones integradas o de IdC, porque dichas tecnologías necesitan mucho tiempo para implementarse y décadas para modernizarse. Así, si compras un nuevo sistema, pregunta a los desarrolladores acerca de la criptoagilidad.

Ciclo de vida de la criptografía: seguridad del algoritmo con el tiempo. Fuente.

Si la ignoran, será un verdadero fastidio tener que eliminar los algoritmos de cifrado obsoletos e insertar otros nuevos. Un buen ejemplo lo da Brian LaMacchia de Microsoft. Cuando estuvo claro que el código hash MD5 podía ser violado y que ya no era adecuado para generar firmas digitales, Microsoft decidió prescindir de él. Una auditoría extensa reveló que los productos de la empresa contenían cerca de 50 versiones independientes del código de cálculo de MD5, y cada una tuvo que ser eliminada por separado. En consecuencia, el proceso tomó cerca de dos años para completarse.

Otro problema potencial que probablemente se agudice a medida que los algoritmos tradicionales se vean reemplazados por aquellos a prueba de ataques cuánticos es la carencia de memoria para almacenar las claves. Si los desarrolladores de tu sistema decidieron en algún momento que un búfer de 4096 bits era suficiente espacio de almacenamiento de clave para cualquier algoritmo de cifrado, entonces tendrás serias dificultades al implementar el cifrado poscuántico, incluso si los nuevos sistemas son compatibles con la incorporación de nuevos algoritmos.

Para comprobar la criptoagilidad de tus sistemas, intenta implementar soluciones criptográficas basadas en aquellos algoritmos que se disputen el título de estándar oficial de cifrado poscuántico. Muchos algoritmos de cifrado y protocolos incipientes se encuentran disponibles a través del proyecto Open Quantum Safe. Además del código fuente de los propios algoritmos, el sitio ofrece compilaciones preconcebidas de los productos populares de software como OpenSSL y una versión del poscuántica de OpenVPN, hecha por Microsoft.