AES (Advanced Encryption Standard) es un algoritmo de cifrado simétrico ampliamente utilizado para proteger datos. Desarrollado por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en 2001, se ha convertido en la piedra angular de la criptografía moderna.
Cómo funciona el cifrado AES
Cifrado de clave simétrica
El cifrado AES emplea una única clave tanto para el cifrado como para el descifrado, lo que se conoce como cifrado de clave simétrica. Esto significa que se utiliza la misma clave para codificar y descodificar los datos, lo que requiere que tanto el emisor como el receptor posean la clave.
Cifrado por bloques
AES es un cifrado por bloques, lo que significa que cifra los datos en bloques de tamaño fijo. En concreto, AES procesa los datos en bloques de 128 bits, independientemente de la longitud de los datos de entrada. Si los datos son más cortos que el tamaño del bloque, se añade relleno para llenar el bloque.
Tamaños y redondeos de las llaves
AES admite tres tamaños de clave: 128, 192 y 256 bits. El tamaño de la clave determina el número de rondas de transformación por las que pasa el algoritmo durante el proceso de cifrado. Para claves de 128 bits, AES utiliza 10 rondas; para claves de 192 bits, 12 rondas; y para claves de 256 bits, 14 rondas. Cada ronda implica una serie de transformaciones complejas, como sustitución, permutación, mezcla y suma de claves.
Aplicaciones del cifrado AES
Protección de datos
Uno de los principales usos del cifrado AES es la protección de datos confidenciales. Se emplea en diversas aplicaciones, desde la protección de archivos en un ordenador hasta el cifrado de datos transmitidos por Internet. Las organizaciones utilizan AES para salvaguardar información personal, datos financieros y propiedad intelectual.
Comunicación segura
El cifrado AES es vital para protocolos de comunicación seguros como HTTPS, que protege la navegación web, y las VPN (redes privadas virtuales), que proporcionan conexiones seguras a través de redes públicas. Al cifrar los datos que se transmiten, AES garantiza que, aunque se intercepten, no puedan leerse sin la clave de descifrado.
Seguridad inalámbrica
En las redes inalámbricas, AES es un componente clave de protocolos de seguridad como WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2). WPA2 utiliza el cifrado AES para proteger las comunicaciones inalámbricas, impedir el acceso no autorizado y garantizar la confidencialidad de los datos.
Cifrado de discos y archivos
AES también se utiliza en soluciones de cifrado de discos y archivos. Las herramientas de cifrado de disco completo como BitLocker (para Windows) y FileVault (para macOS) utilizan AES para cifrar todo el contenido de una unidad. Esto protege los datos de accesos no autorizados, incluso en caso de robo del dispositivo físico.
Bibliotecas y software criptográficos
Muchas bibliotecas criptográficas y marcos de software incorporan AES como método de cifrado estándar. Los desarrolladores utilizan estas librerías para integrar un cifrado potente en sus aplicaciones, lo que garantiza que los datos sensibles permanezcan protegidos.
Ventajas del cifrado AES
Seguridad
AES es ampliamente conocido por su alto nivel de seguridad. Su compleja programación de claves y sus numerosas rondas de cifrado lo hacen resistente a diversos ataques, como la fuerza bruta y el criptoanálisis.
Rendimiento
A pesar de su sólida seguridad, AES también es conocido por su eficacia. Es capaz de realizar rápidas operaciones de cifrado y descifrado, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alto rendimiento. Las implementaciones hardware de AES pueden aumentar aún más su velocidad, proporcionando un cifrado casi en tiempo real.
Versatilidad
La flexibilidad de AES en cuanto al tamaño de las claves y su aplicabilidad en diversos contextos la convierten en una opción versátil para el cifrado. Tanto si se utiliza para cifrar archivos pequeños como para proteger grandes volúmenes de datos, AES se adapta a diferentes necesidades y requisitos.
Limitaciones y consideraciones
Gestión de claves
La gestión de las claves de cifrado es un reto importante a la hora de utilizar el cifrado AES. Dado que la misma clave se utiliza tanto para cifrar como para descifrar, debe mantenerse segura en todo momento. Si la clave se ve comprometida, la seguridad de los datos cifrados está en peligro.
Aplicación
La seguridad del cifrado AES depende de su correcta implementación. Un cifrado AES mal implementado puede introducir vulnerabilidades, exponiendo potencialmente los datos a ataques. Es crucial utilizar bibliotecas criptográficas bien probadas y seguir las mejores prácticas para garantizar la seguridad de los datos cifrados con AES.
Recursos informáticos
Aunque AES es eficiente, cifrar y descifrar grandes cantidades de datos puede consumir muchos recursos, sobre todo en dispositivos con una potencia de cálculo limitada. Hay que tener muy en cuenta el equilibrio entre seguridad y rendimiento, sobre todo en entornos con recursos limitados.