La criptografía de clave pública en términos sencillos

Dos claves relacionadas con funciones distintas

La criptografía de clave pública es una familia de técnicas basadas en una relación matemática entre dos claves. Una clave privada es información secreta que posee un firmante autorizado. La clave pública correspondiente puede compartirse para que otras partes verifiquen afirmaciones criptográficas realizadas con la clave privada. En las redes de activos digitales, la aplicación más visible suele ser la firma digital, en lugar del cifrado. Un participante autoriza un mensaje definido con una clave privada, y cualquiera que siga el protocolo puede verificar la firma resultante con la clave pública. La verificación no requiere que quien verifica posea, solicite ni reconstruya la clave privada. Esta separación permite la verificación abierta en sistemas donde muchas partes no se conocen ni confían unas en otras.

Una clave no es una llave física, una contraseña de cuenta, una identidad legal ni un saldo de tokens. Es un valor utilizado por un algoritmo criptográfico. La clave privada debe elegirse dentro de un rango permitido y protegerse contra la divulgación. La clave pública se obtiene mediante el cálculo definido por el algoritmo. Una implementación correcta hace que ese cálculo hacia adelante sea práctico, a la vez que hace que recuperar la clave privada a partir de la clave pública sea computacionalmente inviable con las capacidades de ataque que se suponen actualmente. Las claves públicas pueden ser visibles en las transacciones o almacenarse como parte de la información de una cuenta, pero el momento y la forma de su divulgación dependen de la red y del tipo de salida.

La intuición detrás de las matemáticas asimétricas

La criptografía simétrica utiliza el mismo secreto compartido para operaciones como el cifrado y el descifrado. La criptografía de clave pública, o asimétrica, utiliza información pública y privada vinculada matemáticamente. Una analogía sencilla para el aula es un torniquete unidireccional: es fácil atravesarlo en la dirección permitida, pero muy difícil hacerlo en sentido inverso. La analogía es incompleta porque los esquemas reales son algoritmos precisos con supuestos, parámetros y modos de fallo. Lo importante es que la verificación pueda ser pública sin dar a cada persona que verifica la capacidad de generar firmas. Nunca utilice la analogía como prueba de que las matemáticas subyacentes son literalmente irreversibles.

Curvas elípticas, en breve

Muchas redes utilizan criptografía de curva elíptica, que realiza operaciones aritméticas sobre conjuntos de puntos elegidos especialmente. Por lo general, una clave privada se representa como un número; al aplicar una operación definida con un punto base estándar se obtiene una clave pública. Los detalles requieren conocimientos matemáticos que van más allá de este módulo introductorio. Los participantes no necesitan calcular puntos a mano, pero deben saber que el nombre de una curva identifica parámetros específicos, no una categoría general de marketing. Dos redes pueden utilizar curvas o métodos de firma distintos aunque ambas describan sus sistemas como «criptografía de clave pública».

Las firmas digitales tradicionales de curva elíptica de Bitcoin utilizan ECDSA con la curva secp256k1; su diseño Taproot también admite firmas Schnorr especificadas por la Propuesta de mejora de Bitcoin (BIP) 340. Las cuentas de propiedad externa de Ethereum utilizan convencionalmente ECDSA basado en secp256k1 para autorizar transacciones. Los pares de claves de Solana suelen utilizar Ed25519, un sistema de firmas basado en curvas de Edwards. Estos son ejemplos de distintas decisiones técnicas, no una clasificación de las redes. El nombre de un algoritmo, el nombre de una curva, la representación de una clave pública y el formato de una dirección son datos distintos que los analistas deben evitar combinar en una sola etiqueta.

Qué establece la verificación pública

Si una firma se verifica para un mensaje y una clave pública determinados, quien verifica tiene evidencia de que la firma se produjo utilizando la capacidad de firma asociada con la clave privada correspondiente, según los supuestos del esquema. Esto no revela automáticamente el nombre de la persona, su empleador, su autoridad legal, su intención ni el motivo de la firma. Una persona, un dispositivo, un servicio o un grupo coordinado pueden operar una clave, y el acceso puede cambiar con el tiempo. Por lo tanto, la autenticación de una clave criptográfica no equivale a probar la identidad de una persona ni la aprobación de una organización. Una atribución legal requiere hechos independientes y la aplicación de la ley pertinente.

Esta distinción es especialmente importante para gerentes, investigadores y personal del sector público. Supongamos que una organización publica una dirección en un sitio web público y más adelante observa una transacción válida firmada con la clave asociada a esa dirección. Esto demuestra algo limitado sobre el control de la capacidad de firma en el momento en que se autorizó el mensaje; aun así, la información del sitio web puede ser errónea, estar desactualizada o no estar autorizada. A la inversa, un empleado puede haber tenido acceso técnico legítimo, pero no autoridad para aprobar una transacción concreta. La capacidad técnica, la autorización organizacional y la responsabilidad legal deben evaluarse por separado.

Generación de claves y supuestos de seguridad

La solidez criptográfica no se determina únicamente por la longitud de una clave en caracteres. El algoritmo, los parámetros matemáticos, el proceso de generación, la implementación y el manejo son factores relevantes. Una representación hexadecimal de una clave privada puede parecer más corta que una cadena larga de clave pública y, aun así, basarse en un parámetro de seguridad elegido para el esquema. Ni un identificador que parece largo ni un formato complicado garantizan una seguridad adecuada. La aleatoriedad es especialmente importante al generar claves secretas: si el proceso de selección es predecible, un atacante puede reproducir la clave privada aunque se utilicen matemáticas que, por lo demás, sean sólidas.

NIST FIPS 186-5, Digital Signature Standard, especifica técnicas de firma que incluyen RSA, ECDSA y EdDSA. Esto no significa que la implementación o curva particular de cada red cuente con la aprobación de NIST simplemente por pertenecer a una de esas familias generales. Las normas se aplican a algoritmos y configuraciones definidos. Del mismo modo, verificar la validez matemática de una clave pública puede ser solo una parte de la interpretación segura de un mensaje entrante. El software del protocolo también debe comprobar la codificación de la firma, el mensaje autorizado y las reglas pertinentes de la transacción.

Claves públicas, identidades y certificados

En la internet abierta, la infraestructura de clave pública suele utilizar certificados digitales para vincular una clave pública con un sujeto identificado por nombre mediante una autoridad de certificación y un proceso de validación definido. En cambio, en muchas transacciones de cadena de bloques, la verificación pública funciona sin un certificado que identifique a una persona. Es posible que el protocolo solo necesite saber si una clave permitida o una condición de gasto autorizó un mensaje. Por lo tanto, una dirección que parece un seudónimo no es un certificado digital. Una cuenta de una plataforma de intercambio identificada por nombre puede incorporar la verificación de identidad mediante un proceso empresarial completamente independiente, pero esa información no aparece automáticamente en la firma criptográfica.

Comprobaciones cotidianas para revisores no técnicos

• Pregunte qué esquema de firma y qué red específicos utiliza un sistema; «criptografía de cadena de bloques» no es una respuesta suficiente.
• Distinga una clave pública de una dirección pública, un identificador de transacción y un identificador de cuenta.
• Considere una firma verificada como una afirmación sobre un mensaje y una clave, no como prueba independiente de identidad legal.
• Exija evidencia independiente cuando una política dependa de la autoridad o función organizacional de quien firma.

En la práctica, las implementaciones pueden mostrar solo una dirección y un identificador de transacción, y ocultar una clave pública o una firma en pestañas adicionales de la interfaz. Esta es una decisión de presentación, no una prueba de que no existan firmas. Algunos acuerdos de contratos inteligentes autorizan acciones bajo condiciones programables, en lugar de mediante una sola firma ordinaria de clave. La base importante consiste en identificar quién o qué puede verificar la autorización y qué condiciones comprueba realmente el protocolo subyacente. Los detalles sobre el almacenamiento de claves privadas, frases semilla, recuperación y acuerdos de custodia corresponden al siguiente módulo.

Enfoque del examen: Defina las claves privadas y públicas y explique por qué la verificación pública no revela la clave privada. Reconozca ECDSA, Schnorr y Ed25519 como enfoques técnicos con nombre, y distinga el control criptográfico de una clave de la prueba de identidad personal o autoridad legal.