¿Qué es una clave de cifrado? Todo sobre ello

Por Tibor Moes / Actualizado: Julio de 2023

¿Qué es una clave de cifrado? Todo sobre ello (2023)

¿Qué es una clave de cifrado? 

La encriptación está a su alrededor. Consiste en codificar y descodificar datos. Su propósito es asegurarse de que ojos no autorizados no puedan entenderlos.

El remitente encripta los datos antes de enviarlos. Y el receptor descifra los datos después de que hayan llegado. Y para cualquiera que se encuentre en medio, los datos son ilegibles.

Pero, ¿cómo pueden el emisor y el receptor asegurarse de que son los únicos capaces de cifrar y descifrar los datos? Ahí es donde entra en juego la clave de cifrado.

Entonces, ¿qué es una clave de cifrado?

Resumen

  • Una clave de cifrado es un dato utilizado en criptografía para transformar un texto plano en un texto cifrado (cifrado) y viceversa (descifrado). Su complejidad define la dificultad del proceso de descifrado para las partes no autorizadas.
  • Existen dos tipos de claves de cifrado: Simétricas, en las que se utiliza la misma clave para el cifrado y el descifrado, lo que ofrece una gran velocidad pero una vulnerabilidad potencial si la clave queda al descubierto; y Asimétricas, que implican un par de claves: una pública para el cifrado y una privada para el descifrado, lo que proporciona una mayor seguridad a costa de la eficiencia computacional.
  • La fuerza de una clave de encriptación viene determinada en gran medida por su longitud, medida en bits. Las claves más largas ofrecen mayor seguridad pero requieren más potencia de procesamiento. La gestión de claves, que implica su generación, distribución, almacenamiento y destrucción, es un aspecto crítico de la seguridad de la información.

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¿Cómo funciona una clave de cifrado?

Antes de explicar las claves de encriptación, hablemos primero de la encriptación de datos.

La encriptación de datos es un proceso que convierte o transforma la información en datos codificados para ocultar los datos a los actores maliciosos. El mensaje se descifra automáticamente para el destinatario previsto del mensaje. Varios algoritmos de encriptación tienen una base matemática y generalmente implican cálculos complejos.

Existen varios tipos de modos de encriptación, y cada uno de ellos sirve a un propósito concreto. El ejemplo más conocido de cifrado de datos es cómo se asegura su información personal en Facebook u otras redes sociales. Otros procesos protegen la contraseña de su teléfono móvil u ocultan las credenciales en un ordenador mediante claves de PC o Mac.

Las claves de encriptación son una parte integral de la encriptación de datos. Añaden un elemento único a este proceso de conversión.

Por ejemplo, suponga que quiere codificar el mensaje “Me gustan los gatos” utilizando la palabra “hola”. Su código de cifrado podría ser algo así NJHGUOCKIOP.

Si añade otra clave, como “flor”, para cifrar la misma línea, su nuevo código puede tener este aspecto HGUODFKCLSHFLEL. La longitud de la clave también puede cambiar.

El resultado de actualizar su clave de encriptación es muy eficaz. Hace que la cadena sea más aleatoria para minimizar el riesgo de acceso no autorizado y optimizar la seguridad de sus datos.

Ahora que ya hemos cubierto los aspectos básicos de las claves de encriptación, aquí tiene un ejemplo que explica cómo funcionan cuando quiere acceder a sus datos protegidos:

  1. Su solicitud de acceso a su mensaje encriptado.
  2. El almacenamiento, el sistema de archivos, la aplicación o la base de datos envían una solicitud para recuperar la clave de cifrado.
  3. La gestión de claves verifica su certificado. Una vez superada esta comprobación, la gestión de claves envía su certificado para su aceptación y autenticación.
  4. Si los certificados parecen buenos, la red establece una conexión segura entre la gestión de claves y usted.
  5. La gestión de claves descifra la clave solicitada y se la envía a través de una sesión cifrada.
  6. La API (interfaz de programación de aplicaciones) envía su código a su almacenamiento, sistema de archivos, aplicación o base de datos. Ahora puede almacenarse en la memoria temporal.
  7. El almacenamiento, el sistema de archivos, la aplicación o la base de datos le envían información en texto plano, lo que le permite acceder libremente al sistema.

Otra característica interesante de las claves de cifrado es que tienen un ciclo de vida. Consta de las siguientes etapas:

  • Creación
  • Utilice
  • Revocación
  • Atrás
  • Supresión (destrucción)
  • También existe una categorización más amplia:
  • Preoperativo
  • Operativo
  • Postoperatorio
  • Supresión

Independientemente de las fases que utilice para describir el cifrado de sus datos, cada ciclo de vida tiene un criptoperiodo. Se trata del periodo durante el cual su código específico está autorizado para su uso. Se determina combinando dos periodos: 

  • El periodo en el que se descifrará la clave (periodo de uso del destinatario)
  • El periodo estimado de tiempo que se aplicará la encriptación a sus datos encriptados (periodo de uso del originador)

Por ejemplo, supongamos que sus datos están encriptados durante medio año y que usted sigue añadiendo una clave de sesión de vez en cuando. Entonces, su periodo de uso del originador es de seis meses.

Supongamos también que otros usuarios autorizados pueden acceder a su base de datos durante dos años. En este caso, el periodo de uso del destinatario y el periodo de uso del emisor serían los mismos: dos años.

Ambos ejemplos ilustran los criptoperiodos. En el primer caso es de seis meses, mientras que en el otro se extiende a dos años. Independientemente del plazo, la clave de cifrado debe estar activa durante toda su duración.

Sin embargo, es posible que su organización desee modificar la infraestructura de clave pública, por lo que tendrá que tener en cuenta otros factores. También es posible que desee utilizar el cifrado y descifrado durante décadas. En cualquier caso, es posible que desee limitar ciertos aspectos, como:

  • Cantidad de datos protegidos por una sola clave
  • Grado de exposición en caso de que su clave secreta se vea comprometida
  • Tiempo que necesitan los intrusos para penetrar sus barreras lógicas, de procedimiento y físicas
  • Periodo en el que los datos pueden peligrar por un acceso inadvertido
  • Periodo disponible para ataques criptoanalíticos intensos
  • Esto se puede resumir en términos más sencillos:
  • ¿Durante cuánto tiempo utilizará el sistema sus claves de encriptación?
  • ¿Cómo se utilizarán los datos encriptados?
  • ¿Cuánta información se encripta?
  • ¿Hasta qué punto es sensible o importante su información?
  • ¿Cuál sería el daño si la clave de encriptación se pierde o su información queda expuesta?

El aspecto de la sensibilidad podría ser la parte más significativa de su proceso de encriptación. He aquí una regla general: cuanto más sensibles sean sus datos encriptados, más corta deberá ser su vida útil.

Esto significa que debe cambiar su código periódicamente en lugar de utilizar la misma clave año tras año. Los atacantes tendrán menos probabilidades de romper el cifrado y averiguar cómo se utiliza su clave.

En consecuencia, el acceso autorizado a los datos protegidos puede prolongarse más allá de la vida útil de su clave cifrada. Si es así, deberá archivar sus claves desactivadas y utilizarlas únicamente para el descifrado.

Esto nos lleva a la esencia de un sistema adecuado de gestión de claves. Una vez que su antigua clave descifre los datos, podrá utilizar una nueva para proteger la información. Con el tiempo, su cadena original ya no es necesaria, lo que le permite eliminarla.

Tipos de claves de cifrado

Las claves de cifrado se dividen en dos categorías:

Claves simétricas

La encriptación simétrica se basa en claves simétricas. En este sistema, sólo se utiliza una clave secreta para descifrar y cifrar la información electrónica. Las entidades que se comunican de este modo deben realizar un intercambio de claves para iniciar el proceso.

Utilizando un algoritmo de clave simétrica, puede codificar la información para hacerla comprensible sólo a las personas con acceso a la clave secreta compartida. Una vez que el destinatario recibe el mensaje, los algoritmos simétricos invierten la acción y devuelven los datos de forma legible.

La clave única utilizada por el destinatario y el remitente puede ser un código o una contraseña específicos. También puede consistir en números aleatorios o letras generadas al azar por una tecnología segura. En el caso del cifrado simétrico bancario, las claves se crean con un generador certificado que cumple ciertas normas del sector.

Existen dos grupos de claves de cifrado simétricas:

  • Claves de flujo – Estos algoritmos de encriptación protegen los datos en flujos en lugar de mantenerlos en la memoria de su sistema.
  • Claves de bloque – Se cifra una longitud determinada de datos en bloques de datos electrónicos a los que se puede acceder con una clave. A medida que el gestor cifra los datos, la red retiene la información en la memoria y espera a que se ensamblen los bloques.
  • Estos son los casos más comunes de encriptación simétrica:
  • Estándar de cifrado avanzado (AES)
  • Estándar de cifrado de datos (claves DES)
  • Algoritmos internacionales de cifrado de datos (IDEA)
  • Blowfish
  • Cifrado Rivest 4, 5 ó 6

Claves asimétricas

A diferencia de la encriptación simétrica, la asimétrica presenta dos claves relacionadas: la pública y la privada. La primera es necesaria para el cifrado, mientras que la otra clave lo es para el descifrado. De este modo, sólo los destinatarios autentificados pueden descifrar su mensaje.

Desglosemos la encriptación asimétrica con un ejemplo sencillo. Supongamos que es usted el propietario de una empresa y necesita un mecanismo para que los empleados entren en su sistema de forma segura. No necesitan un canal de comunicación bidireccional porque ya tienen órdenes. Lo único que necesitan es enviar informes periódicos.

Ahí es donde entran en juego las claves asimétricas. Los miembros del equipo pueden utilizar la infraestructura de clave pública para cifrar la información. A su vez, pueden descifrar los datos con su correspondiente clave privada. El resultado es una comunicación unidireccional prácticamente impenetrable.

Los algoritmos asimétricos son esenciales para el cifrado asimétrico. Crean los pares de claves mediante un protocolo de generación seguro que conecta las claves. La relación entre las claves privada y pública puede variar en función de la estructura de los algoritmos.

¿Cuál es la diferencia entre una clave asimétrica y una simétrica?

La mayor diferencia entre las claves asimétricas y simétricas es el número de códigos. Por un lado, los modelos simétricos tienen un solo código tanto para cifrar como para descifrar, mientras que los sistemas asimétricos tienen un par de claves.

El consumo de recursos es otra diferencia entre los dos sistemas. Los modelos simétricos suelen requerir pocos recursos. Mientras, el cifrado asimétrico consume muchos recursos.

Además, los algoritmos simétricos tienen un texto cifrado más pequeño que el archivo original, mientras que los sistemas asimétricos presentan un texto cifrado más grande.

Los arreglos tienen sus ventajas y sus inconvenientes. Por ejemplo, los algoritmos simétricos son más rápidos que sus homólogos asimétricos. También pueden procesar un gran número de claves con un coste mínimo. El inconveniente es que hay que mantener el secreto mientras se transmite al destinatario. Si no lo hace, el mensaje puede ser interceptado y descifrado por fisgones.

Los algoritmos asimétricos son más lentos que los simétricos y no pueden manejar grandes cantidades de datos. Sin embargo, son más seguros porque requieren dos claves para el cifrado y el descifrado. Por lo tanto, un intruso no puede infiltrarse en el sistema si sólo tiene una clave.

Vida útil de una clave privada

Ya hemos mencionado las fases del ciclo de vida de la clave de cifrado. La siguiente sección es una explicación en profundidad de cada etapa.

Creación

Aquí es donde se generan las claves de cifrado y se transfieren a su servidor de gestión de claves. El creador elabora el código utilizando un generador seguro y lo almacena en una base de datos a prueba de balas junto con sus atributos:

  • Nombre
  • Talla
  • Fecha de activación
  • Versión
  • Capacidad de supresión
  • Rollover
  • Acceda a
  • Mirroring

Puede activar su clave de encriptación en el momento de su creación. Alternativamente, puede optar por una activación anual o automática en otro momento.

El gestor desempeña un papel fundamental en la seguridad de las claves. Deben realizar un seguimiento de las versiones anteriores y actuales de su código e implementar los cambios necesarios. Además, deben permitirle elegir si puede borrar su cadena, reflejarla en otra unidad o limitar el acceso. Además, tienen que concederle acceso sin restricciones a los atributos, para que pueda ajustarlos.

Utilice

En esta fase del proceso de encriptación, su gestor suele permitir que los usuarios y sistemas autorizados recuperen la clave para encriptarla y desencriptarla. También implica la organización de las versiones anteriores y actuales de la clave.

La mayor parte del trabajo se reduce a desactivar y activar claves. Por ejemplo, supongamos que se crea una nueva clave de cifrado y que la original se desactiva cada año. Entonces, las versiones anteriores deben conservarse, pero sólo deben utilizarse para el descifrado. Sólo la instancia actual debe distribuirse para el cifrado.

Después, el gestor hace rodar su clave de cifrado a través de un calendario establecido. También pueden permitirle distribuir manualmente su código.

Revocación

Si usted es el administrador, debería tener acceso a todas las funciones de su gestor de llaves. Una de las funciones más importantes es la revocación. En otras palabras, debería poder revocar cualquier clave de cifrado que ya no sea necesaria para las solicitudes de descifrado y cifrado.

Puede reactivar las claves de encriptación revocadas si necesita desencriptar información previamente asegurada con ella. Sin embargo, también puede restringir esta función.

Atrás

Necesita mantener un archivo para su código. Más concretamente, necesita almacenar sus claves de encriptación desactivadas en un lugar seguro. Esto protege los datos de modificaciones, adiciones y supresiones no autorizadas.

Su clave de cifrado también debe poder recuperarse al final del periodo de cifrado y permitir su reconstrucción. Esto se debe a que es posible que necesite descifrar datos con una clave desactivada. Archivar las cadenas en lugar de borrarlas le permite hacerlo.

Supresión

Si sus claves de cifrado ya no son utilizables o se han visto comprometidas, puede eliminarlas de su base de datos de almacenamiento. El gestor puede eliminar el código y todas las versiones o sólo versiones concretas.

Si opta por el borrado completo, ya no podrá recuperar la clave a menos que haya creado su imagen de copia de seguridad. Considere esta opción si su información sensible ha sido infiltrada en estado encriptado. Una vez eliminada del sistema, los datos serán irrecuperables y estarán seguros. Recrear la clave de encriptación necesaria será imposible.

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Cómo mantenerse seguro en línea:

  • Utilice contraseñas seguras: Utilice una contraseña única y compleja para cada cuenta. Un gestor de contraseñas puede ayudarle a generarlas y almacenarlas. Además, active la autenticación de dos factores (2FA) siempre que esté disponible.
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  • Manténgase informado: En nuestro blog cubrimos una amplia gama de temas de ciberseguridad. Y hay varias fuentes creíbles (en inglés) que ofrecen informes y recomendaciones sobre amenazas, como NIST, CISA, FBI, ENISA, Symantec, Verizon, Cisco, Crowdstrike y muchas más.

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Preguntas más frecuentes

A continuación encontrará las preguntas más frecuentes.

¿Qué es TLS en la encriptación?

TLS son las siglas de Transport Layer Security (seguridad de la capa de transporte). Este protocolo criptográfico proporciona seguridad adicional con autenticación mutua a través de una red informática segura. Se utiliza mucho en mensajería instantánea y correos electrónicos.

¿Qué es la CA en criptografía?

CA hace referencia a Autoridad de Certificación. Estos certificados digitales conectan criptográficamente las entidades con sus claves públicas. Los navegadores los utilizan para examinar el contenido de los servidores y garantizar la credibilidad del tráfico.

¿Qué es un módulo de seguridad de hardware?

Un módulo de seguridad de hardware es un dispositivo a prueba de manipulaciones que asegura los procesos de encriptación mediante la generación, gestión y protección de claves. Están probados para cumplir estrictas normas de seguridad.

Autor: Tibor Moes

Autor: Tibor Moes

Fundador y redactor jefe de SoftwareLab

Tibor ha probado 39 programas antivirus y 30 servicios VPN, y posee un certificado de posgrado en ciberseguridad de la Universidad de Stanford.

Utiliza Norton para proteger sus dispositivos, CyberGhost para su privacidad y Dashlane para sus contraseñas.

Puede encontrarle en LinkedIn o ponerse en contacto con él aquí.