Cifrado simétrico y asimétrico, hash, notariado y blockchain: cómo funcionan
Cifrar un archivo, calcular su hash, firmarlo digitalmente, aplicarle un sello de tiempo o registrarlo en una blockchain son operaciones relacionadas, pero no proporcionan exactamente las mismas garantías. El cifrado protege principalmente la confidencialidad; las funciones hash permiten comprobar la integridad; las firmas digitales aportan autenticidad; y el notariado electrónico o una cadena de bloques pueden añadir evidencias sobre la existencia y evolución de determinada información.
Entender estas diferencias es fundamental para comprender buena parte de la seguridad de Internet, desde HTTPS hasta las firmas electrónicas, las passkeys o las criptomonedas.
Qué es el cifrado y qué protege
El cifrado transforma un texto en claro en información aparentemente ininteligible mediante un algoritmo y una clave. Solo quien disponga de las credenciales criptográficas adecuadas debería poder recuperar los datos originales.
Su función fundamental es, por tanto, garantizar la confidencialidad.
Conviene distinguirla de otras propiedades de seguridad:
- Integridad: detectar modificaciones de los datos.
- Autenticidad: comprobar quién originó determinada información.
- No repudio: aportar evidencias que dificulten que un firmante niegue posteriormente una operación.
- Confidencialidad: impedir que terceros conozcan el contenido.
En sistemas reales estas garantías suelen combinarse. Un protocolo como TLS, por ejemplo, utiliza diferentes primitivas criptográficas para establecer claves, autenticar participantes y proteger posteriormente la comunicación.
Cifrado simétrico: una misma clave secreta
En el cifrado simétrico, emisor y receptor comparten una clave secreta. Esa clave se utiliza para cifrar y descifrar la información.
Su gran ventaja es el rendimiento. Resulta apropiado para cifrar grandes cantidades de datos, comunicaciones, discos o copias de seguridad.
El referente es AES (Advanced Encryption Standard). El estándar FIPS 197 de NIST define AES-128, AES-192 y AES-256, con claves de 128, 192 y 256 bits respectivamente, trabajando sobre bloques de 128 bits.
El problema fundamental no suele ser cifrar, sino distribuir la clave: ¿cómo consiguen dos equipos compartirla sin que un atacante pueda interceptarla?
Además, utilizar AES correctamente requiere un modo de operación y otros parámetros adecuados. En aplicaciones modernas se prefieren construcciones de cifrado autenticado, que protegen simultáneamente confidencialidad e integridad.
Cifrado asimétrico: clave pública y privada
La criptografía asimétrica emplea un par de claves matemáticamente relacionadas:
- una clave pública, que puede distribuirse;
- una clave privada, que debe mantenerse secreta.
Para enviar información confidencial a un destinatario pueden utilizarse mecanismos basados en su clave pública, mientras que únicamente quien controla la correspondiente clave privada podrá realizar la operación necesaria para recuperarla.
RSA y la criptografía de curva elíptica (ECC) han sido tecnologías fundamentales de clave pública. También permiten construir firmas digitales, aunque una firma no debe entenderse genéricamente como simplemente «cifrar con la clave privada»: algoritmos como ECDSA o EdDSA realizan operaciones matemáticas específicas. El estándar FIPS 186-5 contempla RSA, ECDSA y EdDSA para firma digital.
La criptografía asimétrica es más costosa computacionalmente, por lo que normalmente se combina con cifrado simétrico. La criptografía moderna es, en gran medida, híbrida.
En este artículo de Tecnoic tenéis disponible una explicación específica sobre cifrado simétrico, asimétrico y notariado.
Qué es una función hash
Una función hash criptográfica recibe información de longitud arbitraria y produce un resumen o digest de tamaño determinado.
No cifra los datos y, por tanto, no existe una clave para descifrarlos. Su objetivo es producir una huella de la información.
Una función criptográfica debe dificultar computacionalmente recuperar una entrada partiendo del hash, encontrar otra entrada que produzca un hash concreto o localizar dos entradas distintas con el mismo resultado.
Por ejemplo, SHA-256 pertenece a la familia SHA-2. NIST especifica estas funciones en su Secure Hash Standard, mientras que SHA-3 constituye otra familia independiente definida en FIPS 202.
Los hashes permiten comprobar archivos descargados, construir firmas digitales, almacenar contraseñas mediante esquemas específicos de derivación y enlazar estructuras de datos. Una modificación mínima en la entrada produce normalmente un resumen completamente diferente.
Firma digital y notariado electrónico
Una aplicación especialmente importante consiste en combinar hash, criptografía asimétrica y servicios de confianza.
Para firmar digitalmente un documento se calcula normalmente un resumen criptográfico y se genera sobre él una firma mediante la clave privada del firmante. El receptor puede verificarla utilizando la correspondiente información pública.
Así puede comprobarse que el contenido no ha cambiado y que la firma está asociada a determinada clave.
El notariado electrónico añade evidencias adicionales, especialmente temporales. Un caso relevante es el sellado electrónico de tiempo: un tercero de confianza vincula determinados datos con una fecha y hora.
En la Unión Europea estos servicios están regulados por el Reglamento eIDAS, posteriormente modificado por el Reglamento (UE) 2024/1183. Un sello cualificado de tiempo disfruta de presunción sobre la exactitud de la fecha y hora y la integridad de los datos vinculados. En España, la Ley 6/2020 complementa este marco europeo para los servicios electrónicos de confianza.
Blockchain: hashes, firmas y consenso
Una blockchain o cadena de bloques utiliza varias de estas técnicas conjuntamente, pero no debe confundirse con un algoritmo de cifrado.
Simplificando, las transacciones se agrupan en bloques y cada bloque incorpora referencias criptográficas al anterior. Si se modifica información histórica, cambian los hashes correspondientes y se rompe esa relación.
A esto se añaden firmas digitales para autorizar operaciones y algún mecanismo de consenso que permite a los nodos determinar qué estado de la red consideran válido.
Por eso la resistencia a modificaciones de una blockchain no procede únicamente del hash: depende también del diseño de la red, el consenso, la distribución de los nodos y los incentivos o reglas de gobernanza.
Tampoco significa que los datos almacenados estén necesariamente cifrados. Una blockchain puede proporcionar integridad y trazabilidad mientras mantiene determinada información visible para sus participantes.
Para profundizar en esta arquitectura, en Tecnoic tenéis una guía sobre blockchain, tipos de redes y mecanismos de consenso.
La criptografía también se prepara para la era poscuántica
La criptografía no es estática. Los ordenadores cuánticos suficientemente potentes afectarían especialmente a algoritmos clásicos de clave pública como RSA y ECC, por lo que ya existen estándares de criptografía poscuántica.
NIST publicó en 2024, por ejemplo, FIPS 203, que especifica ML-KEM para establecer secretos compartidos mediante criptografía basada en retículos.
La idea esencial, sin embargo, permanece: ningún mecanismo proporciona por sí solo todas las propiedades de seguridad. Cifrado, hash, firma, sellado de tiempo y blockchain solucionan problemas diferentes y se complementan.
Comprender qué garantía aporta cada herramienta permite evaluar mucho mejor cualquier sistema que prometa ser «seguro» o «inmutable». ¿Qué tecnología criptográfica os gustaría que analizásemos con más detalle?
