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Encriptación asimétrica frente a simétrica
Cada conexión cifrada que usted realiza — como navegar por un sitio web, enviar un correo electrónico o usar una VPN — depende de la encriptación asimétrica, de la encriptación simétrica o de ambas. Comprender la diferencia explica por qué la encriptación moderna utiliza ambas.
¿Qué es la encriptación simétrica?
La encriptación simétrica utiliza una sola clave tanto para bloquear (cifrar) como para desbloquear (descifrar) los datos. Tanto el remitente como el destinatario deben tener la misma clave secreta; cualquiera que se apodere de ella puede leer todo lo que protege.
Piense en una caja fuerte física con una sola combinación. Quien conozca la combinación puede abrirla. Es rápido y sencillo, pero debe compartir esa combinación de forma segura antes de poder utilizarla de manera conjunta.
Debido a que la encriptación simétrica es computacionalmente rápida, resulta excelente para proteger grandes cantidades de datos: cifrar los archivos de su disco duro, el tráfico a través de un túnel VPN(nueva ventana) o el contenido de una base de datos. Los algoritmos simétricos comunes incluyen AES y ChaCha20.
La debilidad fundamental es: ¿cómo comparte la clave en primer lugar? Si la envía a través de un canal inseguro, un atacante que la intercepte podrá descifrar todo. Este es el problema de distribución de claves y lo que resuelve la encriptación asimétrica.
¿Qué es la encriptación asimétrica?
La encriptación asimétrica utiliza dos claves vinculadas matemáticamente: una clave pública y una clave privada. Lo que una clave cifra, solo la otra lo puede descifrar. Usted comparte la clave pública abiertamente con cualquiera; la clave privada nunca sale de su dispositivo.
Piense en una ranura para el correo en su puerta principal. Cualquiera puede dejar caer una carta a través de ella (cifrar con su clave pública), pero solo usted tiene la clave para abrir la caja y leer lo que hay dentro (descifrar con su clave privada). No se requiere un intercambio secreto previo.
Esto resuelve por completo el problema de la distribución de claves. Dos desconocidos que nunca se han comunicado antes pueden establecer un canal seguro: uno publica su clave pública, el otro cifra un mensaje con ella y solo el poseedor de la clave puede leer la respuesta. Esta es la base del cifrado de extremo a extremo, HTTPS y las firmas digitales.
La desventaja: La encriptación asimétrica es aproximadamente 1,000 veces más lenta que la encriptación simétrica debido a las complejas operaciones matemáticas que implica. Cifrar un archivo grande o un flujo constante de datos solo con criptografía asimétrica sería poco práctico.
Los algoritmos asimétricos comunes incluyen:
- RSA (Rivest-Shamir-Adleman)
- Criptografía de curva elíptica (ECC), como ECDH para el intercambio de claves y Ed25519 para firmas digitales
- ML-KEM, un algoritmo asimétrico poscuántico más nuevo estandarizado por el NIST en 2024, diseñado para resistir ataques de computadoras cuánticas
Encriptación asimétrica frente a simétrica: diferencias clave
Una clave compartida
Rápida, eficiente, ideal para grandes volúmenes de datos. Requiere que ambas partes ya compartan una clave secreta de forma segura.
Par de claves pública y privada
Más lenta, pero resuelve el problema del intercambio de claves. Cualquiera puede cifrar; solo el propietario de la clave puede descifrar.
Simétrica | Asimétrica | |
|---|---|---|
Claves | Una clave compartida | Par de claves pública y privada |
Velocidad | Muy rápida | ~1,000 veces más lenta |
Longitud de la clave | 128–256 bits | ≥2048 bits (RSA), ≥256 bits (ECC) |
Distribución de claves | Debe compartirse de forma segura y con antelación | La clave pública se puede compartir abiertamente |
Ideal para | Cifrar grandes cantidades de datos, como archivos, discos y tráfico de VPN | Intercambio seguro de claves, firmas digitales, mensajería |
Ejemplos | AES, ChaCha20 | RSA, ECDH, Ed25519, ML-KEM (poscuántico) |
Por qué la encriptación moderna utiliza ambas
En la práctica, la encriptación simétrica y la asimétrica casi nunca se utilizan de forma aislada. Los sistemas más seguros las combinan: encriptación asimétrica para intercambiar una clave de forma segura y, luego, encriptación simétrica para proteger los datos reales. Esto le ofrece la seguridad de la criptografía asimétrica y la velocidad de la criptografía simétrica.
El uso conjunto de encriptación asimétrica y simétrica se denomina criptografía híbrida. Es la base de HTTPS, TLS, VPN, correo electrónico cifrado con OpenPGP y la mayoría de los demás protocolos de comunicación seguros.
Qué sucede cuando visita un sitio web seguro
Su navegador y el servidor utilizan encriptación asimétrica (a través de ECDH) para acordar una clave de sesión compartida sin transmitirla; incluso si alguien intercepta el intercambio, no podrá derivar la clave.
Esa clave de sesión compartida se utiliza con la encriptación simétrica (AES o ChaCha20) para cifrar todos los datos durante el resto de la sesión, lo suficientemente rápido como para gestionar el tráfico continuo.
La clave de sesión se descarta cuando se cierra la conexión. Esto es importante porque, de lo contrario, una clave privada robada se convertiría en una "clave maestra", capaz de descifrar cada sesión pasada y futura. Generar una clave nueva por sesión significa que el compromiso se limita únicamente a esa sesión. Esta propiedad se denomina secreto de reenvío perfecto.
Qué sucede cuando envía un correo electrónico cifrado de extremo a extremo
El mensaje se cifra con una clave de sesión simétrica generada de forma aleatoria (AES), lo suficientemente rápido para cualquier tamaño de mensaje.
Luego, esa clave de sesión se cifra utilizando la clave pública del destinatario (encriptación asimétrica), de modo que solo este pueda desbloquearla con su clave privada.
Ambos se envían juntos. El destinatario descifra la clave de sesión con su clave privada y luego la utiliza para descifrar el mensaje, todo ello sin compartir ningún secreto con antelación.
Autenticidad y firmas digitales
La encriptación oculta el contenido de un mensaje, pero no demuestra quién lo envió. Para ello, necesita autenticación: una forma de verificar que un mensaje proviene genuinamente del remitente declarado y no ha sido manipulado en tránsito.
La encriptación asimétrica hace que esto sea posible a través de las firmas digitales. En lugar de cifrar con una clave pública, el remitente firma los datos con su clave privada. Cualquiera que posea la clave pública correspondiente puede verificar la firma, lo que confirma tanto la identidad del remitente como que el contenido no ha cambiado.
Para los datos en sí, la mayoría de los protocolos modernos utilizan encriptación autenticada: cifrados que de manera simultánea cifran y verifican la integridad en una sola operación. Ejemplos comunes son AES-GCM y ChaCha20-Poly1305, los cuales se utilizan en todos los servicios de Proton. Si se altera tan solo un bit del texto cifrado en tránsito, el descifrado falla y los datos manipulados se rechazan.
Computadoras cuánticas y encriptación
La encriptación simétrica y la asimétrica se enfrentan a amenazas muy diferentes por parte de las computadoras cuánticas, y comprender la diferencia es importante para la forma en que se prepara el sector.
La encriptación asimétrica tradicional se basa en problemas matemáticos difíciles: factorizar números grandes (RSA) o resolver problemas de logaritmos discretos (ECDH). Las computadoras cuánticas, que utilizan el algoritmo de Shor, son especialmente eficaces para este tipo de problemas, lo que quiebra eficazmente la criptografía asimétrica tradicional a gran escala.
La encriptación simétrica es mucho más resistente. Se basa en la fuerza bruta (probar cada clave posible) que las computadoras cuánticas pueden acelerar, pero no lo suficiente como para que las claves de tamaño adecuado queden obsoletas. Una clave simétrica de 256 bits sigue siendo segura frente a los ataques cuánticos conocidos; no es necesario ningún aumento práctico en el tamaño de la clave.
Por este motivo, los algoritmos poscuánticos como ML-KEM están diseñados como reemplazos asimétricos, ocupando el lugar donde hoy se utilizan RSA y ECDH, mientras que la encriptación simétrica permanece prácticamente sin cambios.
Cómo utiliza Proton la encriptación asimétrica y simétrica
Cada servicio de Proton utiliza criptografía híbrida: encriptación asimétrica para establecer un intercambio seguro de claves y encriptación simétrica para proteger sus datos de forma rápida.
Proton Mail utiliza el estándar OpenPGP, que combina la encriptación simétrica para el contenido de los mensajes con claves asimétricas, como las claves ECC o RSA, para la encriptación, el intercambio de claves y las firmas digitales. También ofrece soporte para la encriptación poscuántica.
Proton VPN cifra el tráfico con ChaCha20 o AES-256, utilizando protocolos VPN modernos como WireGuard y OpenVPN. Estos protocolos utilizan el intercambio de claves asimétricas para establecer claves de sesión simétricas nuevas, lo que ayuda a proporcionar un secreto de reenvío perfecto.
Proton Drive cifra los archivos del lado del cliente utilizando el estándar OpenPGP. Utiliza claves públicas y privadas asimétricas para que solo su clave privada pueda descifrar sus archivos, lo que significa que nadie más que usted — ni siquiera Proton — puede acceder a ellos.
Proton Pass almacena las credenciales y otros elementos de la bóveda mediante la encriptación simétrica AES-256-GCM. Utiliza claves de bóveda y de elementos de 32 bytes generadas de forma aleatoria, las cuales están protegidas con claves de usuario asimétricas.
Tome el control de sus datos
La encriptación moderna funciona porque la criptografía simétrica y la asimétrica colaboran entre sí, y Proton utiliza ambas para proteger su privacidad en todas las aplicaciones.
Con cifrado de extremo a extremo, la arquitectura de acceso cero, la protección poscuántica, las aplicaciones de código abierto y las auditorías independientes, su información sigue siendo suya.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuál es la diferencia principal entre la encriptación simétrica y la asimétrica?
- ¿Cuál es más rápida, la encriptación asimétrica o la simétrica?
- ¿Por qué necesitamos tanto la encriptación simétrica como la asimétrica?
- ¿Es la encriptación simétrica menos segura que la asimétrica?
- ¿Puede la encriptación asimétrica reemplazar a la simétrica?
- ¿Son los algoritmos simétricos o los asimétricos más vulnerables a las computadoras cuánticas?
