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Cifrado asimétrico frente a simétrico
Cada conexión cifrada que realizas —como navegar por un sitio web, enviar un correo electrónico o utilizar una VPN— se basa en el cifrado asimétrico, el cifrado simétrico o ambos. Entender la diferencia explica por qué el cifrado moderno utiliza ambos.
¿Qué es el cifrado simétrico?
El cifrado simétrico 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 haga con ella podrá leer todo lo que protege.
Piensa en una caja fuerte física con una sola combinación. Cualquiera que conozca la combinación puede abrirla. Es rápido y sencillo, pero tienes que compartir esa combinación de forma segura antes de poder usarla conjuntamente.
Debido a que el cifrado simétrico es computacionalmente rápido, destaca a la hora de proteger grandes cantidades de datos, como cifrar los archivos de tu disco duro, el tráfico a través de un túnel VPN(ventana nueva) o el contenido de una base de datos. Los algoritmos simétricos comunes incluyen AES y ChaCha20.
La debilidad fundamental es: ¿cómo compartes la clave en primer lugar? Si la envías a través de un canal inseguro, un atacante que la intercepte podrá descifrarlo todo. Este es el problema de la distribución de claves, y lo que resuelve el cifrado asimétrico.
¿Qué es el cifrado asimétrico?
El cifrado asimétrico utiliza dos claves vinculadas matemáticamente: una clave pública y una clave privada. Lo que cifra una clave, solo la otra lo puede descifrar. Compartes la clave pública abiertamente con cualquiera; la clave privada nunca sale de tu dispositivo.
Piensa en la ranura para el correo de tu puerta principal. Cualquiera puede introducir una carta a través de ella (cifrar con tu clave pública), pero solo tú tienes la clave para abrir la caja y leer lo que hay dentro (descifrar con tu clave privada). No se requiere un intercambio previo de secretos.
Esto resuelve por completo el problema de la distribución de claves. Dos desconocidos que nunca antes se han comunicado 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: el cifrado asimétrico es unas 1.000 veces más lento que el cifrado simétrico debido a la complejidad matemática que conlleva. Cifrar un archivo grande o un flujo constante de datos únicamente 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 reciente estandarizado por el NIST en 2024, diseñado para resistir ataques de ordenadores cuánticos
Cifrado asimétrico frente a simétrico: diferencias clave
Una clave compartida
Rápido, eficiente e 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 lento, pero resuelve el problema del intercambio de claves. Cualquiera puede cifrar; solo el propietario de la clave puede descifrar.
Simétrico | Asimétrico | |
|---|---|---|
Claves | Una clave compartida | Par de claves pública y privada |
Velocidad | Muy rápido | ~1.000 veces más lento |
Longitud de la clave | 128–256 bits | ≥2.048 bits (RSA), ≥256 bits (ECC) |
Distribución de claves | Se debe compartir 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 y mensajería |
Ejemplos | AES, ChaCha20 | RSA, ECDH, Ed25519, ML-KEM (poscuántico) |
Por qué el cifrado moderno utiliza ambos
En la práctica, el cifrado simétrico y el asimétrico casi nunca se utilizan de forma aislada. Los sistemas más seguros los combinan: cifrado asimétrico para intercambiar una clave de forma segura y, a continuación, cifrado simétrico para proteger los datos reales. Esto te proporciona la seguridad de la criptografía asimétrica y la velocidad de la criptografía simétrica.
El uso conjunto del cifrado asimétrico y simétrico se denomina criptografía híbrida. Es la base de HTTPS, TLS, las VPN, el correo electrónico cifrado con OpenPGP y la mayoría de los demás protocolos de comunicación seguros.
Qué ocurre cuando visitas un sitio web seguro
Tu navegador y el servidor utilizan el cifrado asimétrico (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 el cifrado simétrico (AES o ChaCha20) para cifrar todos los datos durante el resto de la sesión, lo suficientemente rápido como para gestionar un 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 todas las sesiones pasadas y futuras. Generar una clave nueva por sesión significa que cualquier compromiso se limita únicamente a esa sesión. Esta propiedad se denomina confidencialidad directa perfecta.
Qué ocurre cuando envías un correo electrónico cifrado de extremo a extremo
El mensaje se cifra con una clave de sesión simétrica generada aleatoriamente (AES), lo suficientemente rápido para cualquier tamaño de mensaje.
A continuación, esa clave de sesión se cifra utilizando la clave pública del destinatario (cifrado asimétrico), de modo que solo él 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 de antemano.
Autenticidad y firmas digitales
El cifrado oculta el contenido de un mensaje, pero no demuestra quién lo envió. Para eso necesitas autenticación: una forma de verificar que un mensaje proviene realmente del remitente indicado y no ha sido manipulado durante el tránsito.
El cifrado asimétrico 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 tenga 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 propios datos, la mayoría de los protocolos modernos utilizan cifrado autenticado: algoritmos de cifrado que cifran y verifican la integridad simultáneamente en una sola operación. Ejemplos comunes son AES-GCM y ChaCha20-Poly1305, ambos utilizados en los servicios de Proton. Si se altera un solo bit del texto cifrado en tránsito, el descifrado falla y los datos manipulados se rechazan.
Ordenadores cuánticos y cifrado
El cifrado simétrico y el asimétrico se enfrentan a amenazas muy diferentes por parte de los ordenadores cuánticos, y comprender la diferencia es importante para saber cómo se está preparando el sector.
El cifrado asimétrico tradicional se basa en problemas matemáticos complejos: factorizar números grandes (RSA) o resolver problemas de logaritmos discretos (ECDH). Los ordenadores cuánticos, mediante el algoritmo de Shor, son especialmente buenos en este tipo de problemas, lo que rompe de forma eficaz la criptografía asimétrica tradicional a gran escala.
El cifrado simétrico es mucho más resistente. Se basa en la fuerza bruta (probar cada clave posible) que los ordenadores cuánticos 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 del tamaño de la clave.
Por eso, los algoritmos poscuánticos como ML-KEM están diseñados como sustitutos asimétricos, introduciéndose donde hoy en día se utilizan RSA y ECDH, mientras que el cifrado simétrico permanece prácticamente inalterado.
Cómo utiliza Proton el cifrado asimétrico y el simétrico
Todos los servicios de Proton utilizan criptografía híbrida: cifrado asimétrico para establecer un intercambio seguro de claves y cifrado simétrico para proteger tus datos de forma rápida.
Proton Mail utiliza el estándar OpenPGP, que combina el cifrado simétrico para el contenido del mensaje con claves asimétricas, como las claves ECC o RSA, para el cifrado, el intercambio de claves y las firmas digitales. También es compatible con el cifrado poscuántico.
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 nuevas claves de sesión simétricas, lo que ayuda a proporcionar una confidencialidad directa perfecta.
Proton Drive cifra los archivos en el lado del cliente utilizando el estándar OpenPGP. Utiliza claves públicas y privadas asimétricas para que solo tu clave privada pueda descifrar tus archivos, lo que significa que nadie más que tú —ni siquiera Proton— puede acceder a ellos.
Proton Pass almacena las credenciales y otros elementos de la caja fuerte utilizando el cifrado simétrico AES-256-GCM. Utiliza claves de caja fuerte y de elementos de 32 bytes generadas aleatoriamente, que están protegidas con claves de usuario asimétricas.
Toma el control de tus datos
El cifrado moderno funciona porque la criptografía simétrica y la asimétrica colaboran entre sí, y Proton utiliza ambas para proteger tu privacidad en todas las aplicaciones.
Con el cifrado de extremo a extremo, la arquitectura de acceso cero, la protección poscuántica, las aplicaciones de código abierto y las auditorías independientes, tu información seguirá siendo tuya.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuál es la diferencia principal entre el cifrado simétrico y el asimétrico?
- ¿Cuál es más rápido, el cifrado asimétrico o el simétrico?
- ¿Por qué necesitamos tanto el cifrado simétrico como el asimétrico?
- ¿Es el cifrado simétrico menos seguro que el asimétrico?
- ¿Puede el cifrado asimétrico reemplazar al cifrado simétrico?
- ¿Son los algoritmos simétricos o los asimétricos más vulnerables a los ordenadores cuánticos?
