🔐 SOFTWARE 2 — EETP 468 — 2026

Criptografía
Aplicada

Cómo las matemáticas protegen cada mensaje, contraseña y transacción en la computación moderna.

01 ¿Qué es la criptografía? 02 Cifrado simétrico 03 Cifrado asimétrico 04 Funciones hash 05 Firma digital 06 TLS / HTTPS 07 Usos cotidianos 08 Actividad de repaso
// 01

¿Qué es la criptografía?

🔒 Definición

La criptografía es la ciencia de transformar información legible (texto plano) en un formato ilegible (texto cifrado) usando algoritmos matemáticos, de modo que solo quien tenga la clave pueda revertirlo.

📜 Origen

Existe desde la antigüedad (cifrado César, ~50 a.C.), pero la criptografía moderna nació con la Segunda Guerra Mundial (Enigma) y se formalizó matemáticamente en los años 70 con la publicación del DES y el algoritmo RSA.

🎯 Objetivos

La criptografía garantiza cuatro propiedades: confidencialidad (solo el destinatario lee el mensaje), integridad (no fue alterado), autenticidad (el emisor es quien dice ser) y no repudio (no puede negar haberlo enviado).

💻 Hoy en día

Cada vez que abrís tu banco online, enviás un WhatsApp, comprás con tarjeta o desbloqueás el celular, estás usando criptografía. Es la base invisible de toda la seguridad digital.

🔑 Concepto fundamental
La criptografía moderna no se basa en ocultar el algoritmo (todos son públicos), sino en la clave secreta. Un atacante puede conocer el método; sin la clave, no puede descifrar nada.
Propiedad Pregunta que responde Técnica usada
Confidencialidad ¿Solo el destinatario puede leerlo? Cifrado simétrico / asimétrico
Integridad ¿El mensaje llegó intacto? Función hash (SHA-256, etc.)
Autenticidad ¿El emisor es quien dice ser? Firma digital / certificados
No repudio ¿No puede negar el envío? Firma digital con clave privada
// 02

Cifrado Simétrico

En el cifrado simétrico, emisor y receptor comparten la misma clave. Es muy rápido, ideal para cifrar grandes volúmenes de datos.

📄
Texto plano
"Hola Mundo"
→
+ Clave secreta
⚙️
Algoritmo
AES-256
→
cifrado
🔒
Texto cifrado
3f9a…c21b
→
misma clave
📄
Texto plano
"Hola Mundo"
🛡️
AES — Advanced Encryption Standard
El estándar mundial para cifrado simétrico desde 2001
▾
Tamaño de clave
128, 192 o 256 bits
Tamaño de bloque
128 bits (fijo)
Rondas de cifrado
10, 12 o 14 (según clave)
Adoptado por
NIST, NSA, ISO/IEC 18033

AES opera sobre bloques de 128 bits usando una serie de sustituciones, permutaciones y mezclas de columnas controladas por la clave. Es tan eficiente que los procesadores modernos tienen instrucciones de hardware dedicadas (AES-NI) para ejecutarlo sin penalidad de rendimiento.

📦 ¿Dónde se usa AES?
Archivos ZIP con contraseña, disco completo (BitLocker, FileVault), Wi-Fi WPA2/WPA3, aplicaciones de mensajería y VPNs.
🕰️
DES y 3DES — Predecesores históricos
Vigentes desde los 70 hasta principios de 2000
▾
Clave DES
56 bits (inseguro hoy)
Clave 3DES
112 o 168 bits
Estado actual
Obsoleto (DES roto en 1998)
Reemplazado por
AES (2001)
⚠️ No usar DES
Con hardware actual, DES puede romperse por fuerza bruta en menos de un día. Nunca debe usarse en sistemas nuevos.
⚠️ Problema del cifrado simétrico
Si emisor y receptor comparten la misma clave, ¿cómo se la entregan de forma segura por primera vez? Si el canal está interceptado, el atacante obtiene la clave. Esto se conoce como el problema de distribución de claves, y lo resuelve el cifrado asimétrico.
// 03

Cifrado Asimétrico

Cada participante tiene dos claves matemáticamente relacionadas: una pública (que cualquiera puede conocer) y una privada (que nunca se comparte). Lo que cifra una, solo la otra puede descifrarlo.

📄
Mensaje
Texto plano
→
Clave pública del receptor
🔐
Cifrado
RSA / ECC
→
viaja por red
📦
Cifrado
ilegible
→
Clave privada del receptor
📄
Mensaje
Texto plano
🧮
RSA — Rivest–Shamir–Adleman
El algoritmo asimétrico más conocido, basado en factorización
▾
Año de creación
1977 (MIT)
Tamaño de clave mínimo
2048 bits (recomendado 4096)
Base matemática
Factorización de números primos grandes
Velocidad vs AES
~1000× más lento

RSA se basa en que multiplicar dos números primos enormes es trivial, pero factorizar el resultado (encontrar los factores) es computacionalmente inviable con el hardware actual. Con claves de 2048 bits, se estima que tomaría millones de años romperlo por fuerza bruta.

// Ejemplo conceptual — NO es código real p = 61            // número primo 1 q = 53            // número primo 2 n = p × q = 3233    // módulo público (fácil calcular) ? = factor(3233)  // atacante: difícil encontrar p y q
📐
ECC — Criptografía de Curva Elíptica
Más eficiente que RSA, dominante en móviles y TLS moderno
▾
Tamaño de clave equiv. a RSA-2048
Solo 256 bits
Base matemática
Problema del logaritmo discreto en curvas elípticas
Uso principal
TLS 1.3, Bitcoin, señal, SSH
Ventaja
Claves más cortas = más rápido, menos batería
✅ Estándar actual
ECC con la curva P-256 o Curve25519 es hoy el método preferido para establecer conexiones seguras en internet, apps móviles y billeteras de criptomonedas.
Tipo Velocidad Gestión de claves Uso ideal
Simétrico (AES) ✓ Muy rápido ✗ Clave compartida (problema distribución) Cifrar grandes volúmenes de datos
Asimétrico (RSA/ECC) ✗ Lento ✓ Clave pública distribuible libremente Intercambio seguro de claves, firmas
Híbrido (TLS) ✓ Rápido ✓ Lo mejor de ambos Toda comunicación segura en internet
// 04

Funciones Hash

Una función hash toma cualquier cantidad de datos y produce una cadena de longitud fija (el digest o huella). Es un proceso de una sola vía: no se puede revertir.

📄
Entrada
"Hola" (5 bytes)
→
SHA-256
#
Hash (256 bits)
185f8db3…2b97
📄
Entrada
"hola" (5 bytes)
→
SHA-256
#
Hash (256 bits)
b94d27b9…f85a

↑ Un solo carácter diferente produce un hash completamente distinto (efecto avalancha).

📌 Propiedades de una buena función hash
Determinista: la misma entrada siempre da el mismo hash.  |  Unidireccional: imposible reconstruir la entrada desde el hash.  |  Resistente a colisiones: extremadamente difícil que dos entradas distintas produzcan el mismo hash.
MD5128 bits — ROTO (no usar)
SHA-1160 bits — Obsoleto
SHA-256256 bits — Estándar actual
SHA-512512 bits — Alta seguridad
SHA3-256 / BLAKE3256 bits — Generación actual

Usos principales del hash

UsoCómo funcionaEjemplo
Contraseñas Se guarda el hash, no la contraseña. Al ingresar, se hashea y compara. bcrypt, Argon2 (con sal)
Verificación de archivos El servidor publica el hash; el usuario verifica que el archivo descargado coincida. ISO de Linux, instaladores
Blockchain Cada bloque incluye el hash del anterior, encadenándolos de forma inmutable. Bitcoin (SHA-256), Ethereum
Firma digital Se firma el hash del documento (más eficiente que firmar todo el contenido). PDF firmado, Git commits
// 05

Firma Digital

Una firma digital es el equivalente electrónico de la firma manuscrita, pero con validación matemática. Garantiza autoría e integridad.

✍️ Firmar (emisor)

1. Se calcula el hash del documento.
2. Se cifra ese hash con la clave privada del emisor.
3. El resultado es la firma digital, que viaja junto al documento.

✅ Verificar (receptor)

1. Se descifra la firma usando la clave pública del emisor → obtenemos el hash original.
2. Se calcula el hash del documento recibido.
3. Si ambos hash coinciden, la firma es válida.

✅ Qué garantiza una firma digital válida
El documento no fue modificado desde que se firmó (integridad) y solo el dueño de la clave privada pudo haberlo firmado (autenticidad y no repudio).

¿Dónde se usan las firmas digitales?

ContextoQué se firma
📜 Documentos legales / notarialesPDFs, contratos, escrituras digitales
💳 Transacciones bancariasCada operación con tarjeta o transferencia
📦 Software y actualizacionesEl instalador lleva la firma del fabricante (evita malware)
🌐 Certificados SSL/TLSFirma la autoridad certificadora (CA) sobre el dominio
💻 Commits de código (Git)El desarrollador firma cada cambio enviado
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TLS y HTTPS

Cada vez que ves el 🔒 en el navegador, estás usando TLS (Transport Layer Security). Combina cifrado asimétrico y simétrico para proteger la comunicación.

El handshake TLS 1.3 (simplificado)

1️⃣
ClientHello
El navegador anuncia los algoritmos que soporta
// El navegador envía al servidor: versiones TLS : ["TLS 1.3", "TLS 1.2"] cipher suites : ["AES-256-GCM", "ChaCha20-Poly1305"] clave pública : [clave efímera ECC generada para esta sesión]
2️⃣
ServerHello + Certificado
El servidor responde con su identidad verificada
// El servidor responde: cipher suite : "AES-256-GCM" // elige el más fuerte común certificado : [dominio + clave pública + firma de CA] clave pública : [clave efímera ECC del servidor]
3️⃣
Derivación de clave simétrica
Ambos calculan la misma clave de sesión sin transmitirla

Usando el algoritmo Diffie-Hellman de Curva Elíptica (ECDHE), navegador y servidor generan independientemente la misma clave AES de sesión sin que jamás viaje por la red. A partir de ahí, toda la comunicación va cifrada simétricamente con AES.

✅ Perfect Forward Secrecy
En TLS 1.3, las claves efímeras ECDHE se descartan al terminar la sesión. Si alguien graba el tráfico hoy y roba la clave privada del servidor en el futuro, igualmente no puede descifrar el tráfico pasado.
⚠️ HTTP vs HTTPS
Con HTTP, cualquier punto intermedio (router del café, ISP, proxy) puede leer y modificar el tráfico. Con HTTPS/TLS, está completamente cifrado e íntegro. Nunca ingresar contraseñas o datos sensibles en sitios HTTP.
// 07

Usos Cotidianos

La criptografía está presente en casi todo lo que hacemos en un dispositivo conectado.

💬
Mensajería con cifrado de extremo a extremo (E2EE)
WhatsApp, Signal, iMessage — solo emisor y receptor pueden leer
▾

El E2EE garantiza que ni siquiera el servidor de la empresa puede leer los mensajes. Cada conversación genera claves únicas (usando Diffie-Hellman) y los mensajes se cifran con AES antes de salir del dispositivo.

Signal
Protocolo Signal (open source, el más auditado)
WhatsApp
Protocolo Signal (implementación de Meta)
iMessage
E2EE con claves del llavero de Apple
Telegram
Solo en "Chats Secretos" (chats normales: NO son E2EE)
🔑
Contraseñas y almacenamiento seguro
Por qué las contraseñas no se guardan en texto plano
▾

Un sistema seguro nunca almacena la contraseña. En cambio, aplica una función hash lenta con una sal (valor aleatorio único por usuario) y guarda solo el resultado.

// Proceso al registrarse: sal = generarAleatorio() // ej: "x7f2a..." hash = bcrypt("miContraseña" + sal) // lento a propósito guardar → { sal, hash }          // NUNCA la contraseña // Proceso al iniciar sesión: intento = bcrypt("miContraseña" + sal guardada) if (intento === hash guardado) → acceso permitido
⚠️ Por qué la sal es crucial
Sin sal, si dos usuarios tienen la misma contraseña, tienen el mismo hash. Un atacante con tablas precalculadas (rainbow tables) puede romper miles de contraseñas a la vez. La sal hace que cada hash sea único aunque la contraseña sea igual.
₿
Criptomonedas y Blockchain
Bitcoin, Ethereum — criptografía como base del sistema financiero descentralizado
▾
Clave privada
Número aleatorio de 256 bits = tu "cuenta bancaria"
Dirección pública
Hash de la clave pública (SHA-256 + RIPEMD-160)
Firma de transacción
ECDSA sobre la curva secp256k1
Minería (Bitcoin)
SHA-256 usado como proof-of-work

Cada transacción se firma con la clave privada del propietario. La red verifica la firma con la clave pública, garantizando que solo el dueño real puede gastar sus monedas.

⚠️
Criptografía Post-Cuántica
El próximo desafío: las computadoras cuánticas podrían romper RSA y ECC
▾

El algoritmo de Shor, ejecutado en una computadora cuántica lo suficientemente potente, podría factorizar números grandes (romper RSA) y resolver logaritmos discretos (romper ECC) en tiempo polinomial. Esto haría inútil buena parte de la criptografía actual.

Amenaza
RSA y ECC vulnerables a algoritmo de Shor cuántico
AES
Solo reduce seguridad a la mitad (AES-256 → 128 bits efectivos, aún seguro)
Respuesta NIST
2024: estándares post-cuánticos: CRYSTALS-Kyber, CRYSTALS-Dilithium
Estado actual
Computadoras cuánticas actuales aún no pueden romper claves reales
⚠️ "Harvest Now, Decrypt Later"
Agencias gubernamentales y actores sofisticados pueden grabar tráfico cifrado hoy y descifrarlo cuando existan computadoras cuánticas capaces. Por eso la migración a algoritmos post-cuánticos es urgente para datos de largo plazo.
// 08

Actividad de Repaso

Respondé las preguntas para comprobar lo que aprendiste. Hacé clic en una opción para ver si es correcta.

P1 ¿Cuál es la diferencia principal entre cifrado simétrico y asimétrico?
A El simétrico usa matemáticas más complejas
B El simétrico usa una sola clave compartida; el asimétrico usa un par (pública + privada)
C El asimétrico es siempre más rápido
D El simétrico solo funciona en internet
✔ ¡Correcto! El cifrado simétrico comparte una única clave secreta, mientras que el asimétrico trabaja con un par: clave pública (distribución libre) y privada (secreta).
✖ Incorrecto. La diferencia clave es el número y tipo de claves: simétrico = 1 clave compartida; asimétrico = par pública/privada.
P2 ¿Por qué las contraseñas se guardan como hash y no en texto plano?
A Para ahorrar espacio en disco
B Porque el hash es más corto y fácil de comparar
C Para que si la base de datos es robada, el atacante no obtenga las contraseñas reales
D Porque la ley lo exige en todos los países
✔ ¡Exacto! Si la base de datos es comprometida, el atacante solo ve hashes ilegibles. Como el hash es unidireccional, no puede reconstruir la contraseña original.
✖ Incorrecto. El motivo principal es seguridad: si roban la BD, el atacante no consigue las contraseñas reales porque el hash es unidireccional.
P3 Cuando el navegador muestra 🔒 (HTTPS), ¿qué tecnología garantiza la seguridad?
A Solo el cifrado AES simétrico
B Solo el algoritmo RSA
C TLS: una combinación híbrida de cifrado asimétrico (para intercambiar claves) y simétrico (para la comunicación)
D Un firewall en el servidor
✔ ¡Muy bien! TLS usa cifrado asimétrico (ECC/RSA) durante el handshake para acordar una clave de sesión, y luego AES simétrico para cifrar todo el tráfico.
✖ Incorrecto. HTTPS usa TLS, que es un protocolo híbrido: asimétrico para negociar la clave de sesión y simétrico (AES) para la comunicación real.
P4 ¿Qué es una "sal" en el contexto del almacenamiento de contraseñas?
A Una clave secreta que cifra la base de datos
B Un valor aleatorio único que se agrega a cada contraseña antes de hashearla, para que dos contraseñas iguales tengan hashes distintos
C El número de rondas que usa el algoritmo AES
D Un certificado digital de la CA
✔ ¡Correcto! La sal evita que contraseñas idénticas produzcan el mismo hash, y hace inútiles los ataques con rainbow tables precalculadas.
✖ Incorrecto. La sal es un valor aleatorio único por usuario que se concatena con la contraseña antes del hash, haciendo cada resultado único.
P5 ¿Por qué la criptografía post-cuántica es un tema urgente hoy, aunque las computadoras cuánticas no puedan romper claves aún?
A Porque los algoritmos actuales ya tienen vulnerabilidades conocidas
B Porque el gobierno lo exige por ley
C Porque atacantes pueden grabar tráfico cifrado hoy y descifrarlo en el futuro cuando existan computadoras cuánticas ("Harvest Now, Decrypt Later")
D Porque AES ya fue roto por computadoras cuánticas
✔ ¡Excelente! La estrategia "cosechar ahora, descifrar después" hace urgente migrar a algoritmos post-cuánticos, especialmente para datos con largo período de confidencialidad.
✖ Incorrecto. La urgencia se debe al ataque "Harvest Now, Decrypt Later": grabar tráfico cifrado hoy para descifrarlo con computadoras cuánticas del futuro.