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La criptografía postcuántica (PQC) es una nueva generación de algoritmos diseñados para proteger la información frente a futuros ordenadores cuánticos, que podrían romper los sistemas criptográficos actuales como RSA y ECC. A diferencia de la criptografía cuántica, PQC no requiere hardware cuántico y puede implementarse en la infraestructura informática existente. Esta transición es urgente debido al riesgo conocido como «harvest now, decrypt later», donde atacantes capturan datos cifrados hoy para descifrarlos en el futuro con tecnología cuántica avanzada. Por ello, proteger información con largos períodos de confidencialidad, como datos médicos o secretos industriales, es prioritario.
PQC se basa en problemas matemáticos complejos que, hasta ahora, son difíciles incluso para ordenadores cuánticos. Los principales enfoques incluyen criptografía basada en retículos, códigos y funciones hash, con algoritmos estandarizados por el NIST, como ML-KEM (Kyber) y ML-DSA (Dilithium). La migración a PQC es un proceso largo que implica identificar sistemas críticos, evaluar riesgos y adoptar soluciones híbridas para garantizar compatibilidad durante la transición. Además, la adopción de PQC tiene implicaciones geopolíticas, ya que la soberanía tecnológica y la resiliencia digital dependen del liderazgo en computación cuántica y estándares criptográficos. En resumen, PQC es clave para asegurar la confidencialidad y seguridad a largo plazo en la era post-cuántica.
La computación cuántica obligará a transformar la ciberseguridad. Descubre qué es la criptografía postcuántica, en qué se diferencia de la criptografía cuántica y la distribución cuántica de claves (QKD), qué algoritmos está estandarizando el NIST y por qué empresas e instituciones deben empezar ya la migración.
La criptografía postcuántica (Post-Quantum Cryptography o PQC) es una nueva generación de algoritmos criptográficos diseñada para proteger la información frente a los futuros ordenadores cuánticos. A diferencia de la criptografía cuántica, no necesita hardware cuántico: funciona sobre los ordenadores y las redes actuales, sustituyendo los algoritmos que podrían quedar vulnerables cuando la computación cuántica alcance suficiente madurez.
Aunque los ordenadores cuánticos capaces de romper los sistemas criptográficos más utilizados todavía no existen, la transición ya ha comenzado. Gobiernos, empresas tecnológicas y organismos internacionales trabajan desde hace años en nuevos estándares porque la migración llevará tiempo y porque existe un riesgo creciente: que los datos cifrados hoy sean interceptados, almacenados y descifrados dentro de unos años cuando la tecnología cuántica lo permita.
La criptografía postcuántica se ha convertido así en una prioridad estratégica para proteger infraestructuras críticas, servicios financieros, sistemas de salud, administraciones públicas y cualquier organización que gestione información con un largo ciclo de vida.
Qué es la criptografía postcuántica
Desde hace décadas, la seguridad de Internet depende de algoritmos criptográficos como RSA o la criptografía de curva elíptica (ECC). Estos sistemas permiten cifrar comunicaciones, autenticar usuarios, firmar documentos digitales y proteger transacciones bancarias.
Su seguridad descansa sobre problemas matemáticos que resultan prácticamente imposibles de resolver con los ordenadores clásicos en un tiempo razonable.
La llegada de la computación cuántica cambia ese escenario. Los ordenadores cuánticos aprovechan fenómenos como la superposición y el entrelazamiento para resolver determinados problemas matemáticos de forma mucho más eficiente que un ordenador convencional. Entre ellos se encuentran precisamente algunos de los problemas sobre los que se construye la criptografía de clave pública actual.
La criptografía postcuántica nace para responder a este desafío.Su objetivo consiste en desarrollar algoritmos criptográficos resistentes tanto a los ataques clásicos como a los futuros ataques cuánticos, manteniendo además la posibilidad de ejecutarse sobre la infraestructura informática existente.
Es importante entender que la criptografía postcuántica no utiliza principios de la mecánica cuántica. Su fortaleza reside en nuevos problemas matemáticos que, con el conocimiento actual, siguen siendo extremadamente difíciles incluso para un ordenador cuántico.
Por qué los ordenadores cuánticos amenazan RSA y ECC
Gran parte de la seguridad digital depende de la criptografía asimétrica.
Cuando un usuario accede a una página web mediante HTTPS, firma electrónicamente un documento o establece una conexión VPN, probablemente está utilizando algoritmos como RSA o ECC.
Estos sistemas funcionan porque ciertos cálculos matemáticos requieren enormes cantidades de tiempo para un ordenador clásico.
RSA se basa en la dificultad de factorizar números enteros muy grandes. ECC utiliza problemas relacionados con el logaritmo discreto sobre curvas elípticas.
En 1994, el matemático Peter Shor demostró que un ordenador cuántico suficientemente potente podría resolver ambos problemas mediante el conocido algoritmo de Shor.
Mientras que un ordenador clásico necesitaría miles o millones de años para romper determinadas claves criptográficas, un ordenador cuántico tolerante a fallos podría hacerlo en tiempos mucho menores.
No significa que el riesgo sea inmediato. Los ordenadores cuánticos actuales todavía presentan limitaciones importantes en número de qubits, estabilidad y corrección de errores.
Sin embargo, la comunidad científica y los organismos de ciberseguridad coinciden en que la transición debe comenzar antes de que esa capacidad exista, ya que sustituir la infraestructura criptográfica mundial requerirá muchos años.
Harvest now, decrypt later: el riesgo de los datos capturados hoy
Uno de los argumentos que acelera la adopción de la criptografía postcuántica es el conocido como harvest now, decrypt later.
La estrategia resulta sencilla. Un atacante puede interceptar hoy comunicaciones cifradas, aunque no tenga capacidad para descifrarlas.
Esos datos permanecen almacenados durante años.
Cuando existan ordenadores cuánticos suficientemente potentes, podrán descifrarse si fueron protegidos mediante algoritmos vulnerables.
Este riesgo afecta especialmente a información con un largo periodo de confidencialidad, como:
- Historias clínicas.
- Información de defensa.
- Propiedad intelectual.
- Patentes.
- Secretos industriales.
- Contratos estratégicos.
- Infraestructuras críticas.
En todos estos casos, proteger únicamente frente a las amenazas actuales ya no resulta suficiente.
Las organizaciones deben preguntarse cuánto tiempo necesitan que sus datos permanezcan confidenciales.
Si la respuesta supera los diez o quince años, la migración hacia algoritmos postcuánticos pasa a formar parte de su estrategia de gestión del riesgo.
PQC, QKD y criptografía cuántica: diferencias clave
Uno de los aspectos que genera más confusión es la terminología.
Aunque suelen aparecer juntos, criptografía postcuántica, criptografía cuántica y QKD describen tecnologías diferentes.
Criptografía postcuántica (PQC)
Es un conjunto de algoritmos matemáticos resistentes frente a ataques cuánticos.
Puede desplegarse utilizando los ordenadores, servidores y redes actuales.
Su objetivo consiste en sustituir gradualmente algoritmos como RSA y ECC.
Es la tecnología que está siendo estandarizada y que previsiblemente se implantará de forma masiva durante los próximos años.
Criptografía cuántica
Es un concepto mucho más amplio.
Hace referencia al uso de fenómenos de la física cuántica para desarrollar sistemas de seguridad.
Dentro de este ámbito se incluyen varias tecnologías, entre ellas la distribución cuántica de claves.
No reemplaza necesariamente a la criptografía clásica, sino que incorpora nuevos mecanismos basados en las propiedades cuánticas de la materia.
QKD (Quantum Key Distribution)
La distribución cuántica de claves es probablemente la aplicación más conocida de la criptografía cuántica.
Utiliza fotones para intercambiar claves criptográficas entre dos puntos.
Su principal ventaja es que cualquier intento de interceptar la comunicación altera inevitablemente el estado cuántico de las partículas, permitiendo detectar la intrusión.
Sin embargo, QKD requiere infraestructura específica, enlaces ópticos dedicados o comunicaciones vía satélite y presenta limitaciones de coste, distancia y despliegue.
Por ese motivo, la mayoría de expertos considera que la criptografía postcuántica será la solución dominante para proteger Internet y las infraestructuras digitales, mientras que QKD encontrará aplicaciones concretas en sectores de muy alta seguridad.
Algoritmos postcuánticos: retículos, códigos, hash y estándares NIST
La criptografía postcuántica no depende de un único algoritmo.
Existen varias familias matemáticas que ofrecen resistencia frente a los ataques conocidos.
Criptografía basada en retículos
Es actualmente la aproximación más madura.
Se fundamenta en problemas geométricos extremadamente complejos relacionados con redes multidimensionales.
Muchos de los estándares seleccionados internacionalmente pertenecen a esta familia.
Criptografía basada en códigos
Parte de problemas asociados a códigos correctores de errores.
Se investiga desde hace décadas y continúa siendo una alternativa muy robusta para determinados casos de uso.
Firmas basadas en funciones hash
Aprovechan las propiedades criptográficas de las funciones hash para generar firmas digitales resistentes a ataques cuánticos.
Su seguridad está ampliamente estudiada, aunque presentan algunas limitaciones operativas.
Otros enfoques
También existen propuestas basadas en sistemas multivariantes o en isogenias entre curvas elípticas, aunque algunas de ellas han perdido relevancia tras recientes avances criptográficos.
Uno de los hitos más importantes ha sido el trabajo desarrollado por el National Institute of Standards and Technology (NIST), que durante varios años ha evaluado decenas de candidatos internacionales.
El proceso ha culminado con la estandarización de nuevos algoritmos que servirán como referencia para la próxima generación de sistemas criptográficos. Entre ellos destacan ML-KEM, basado en el proyecto conocido como Kyber para el intercambio de claves, y ML-DSA, derivado de Dilithium para firmas digitales.
Qué deben hacer empresas e instituciones para prepararse
La llegada de la criptografía postcuántica no implica sustituir inmediatamente todos los sistemas.
El primer paso consiste en conocer dónde se utiliza criptografía dentro de la organización.
Muchas empresas desconocen cuántos certificados digitales, algoritmos de firma, módulos criptográficos o aplicaciones dependen todavía de RSA o ECC.
Ese inventario criptográfico constituye la base de cualquier estrategia de migración.
A partir de ahí resulta recomendable:
- Identificar los datos cuya confidencialidad debe mantenerse durante muchos años.
- Priorizar sistemas críticos.
- Diseñar arquitecturas compatibles con algoritmos criptográficos ágiles.
- Evaluar soluciones híbridas durante el periodo de transición.
- Seguir la evolución de los estándares internacionales.
La migración no será un proyecto puntual, sino un proceso que probablemente se extenderá durante varios años.
Para muchas organizaciones, la migración criptográfica será solo uno de los proyectos asociados a la adopción de tecnologías cuánticas. Evaluar riesgos, identificar casos de uso y definir una estrategia de implantación son pasos que conviene abordar de forma coordinada. En la Hoja de ruta cuántica para empresas de la Fundación Innovación Bankinter analizamos cómo preparar a las organizaciones para este nuevo escenario tecnológico.
Ciberseguridad, geopolítica y soberanía tecnológica
La criptografía siempre ha sido una cuestión tecnológica. Ahora también es una cuestión geopolítica.
Los países consideran que disponer de infraestructuras criptográficas propias forma parte de su soberanía digital.
La transición hacia la criptografía postcuántica coincide con una creciente competencia internacional por el liderazgo en computación cuántica, semiconductores, inteligencia artificial y comunicaciones avanzadas.
La capacidad para desarrollar, validar e implementar nuevos estándares criptográficos condicionará la resiliencia de gobiernos, operadores críticos y empresas estratégicas.
Europa también ha intensificado sus iniciativas para reforzar la autonomía tecnológica y acelerar la adopción de tecnologías seguras en sectores esenciales.
Retos de migración: inventario criptográfico, compatibilidad y transición
La principal dificultad no reside en diseñar nuevos algoritmos.
El verdadero reto consiste en sustituir décadas de infraestructura criptográfica sin interrumpir el funcionamiento de los servicios digitales.
Muchas aplicaciones heredadas utilizan algoritmos integrados profundamente en su arquitectura.
Cambiarlos requiere actualizar hardware, software, certificados digitales, protocolos de comunicación y sistemas de autenticación.
Durante varios años convivirán algoritmos clásicos y postcuánticos.
Por eso numerosos expertos recomiendan adoptar enfoques híbridos que permitan combinar ambos tipos de protección mientras madura el ecosistema tecnológico.
La buena noticia es que la transición ya está en marcha.
Cuanto antes comiencen las organizaciones a preparar sus sistemas, menor será el impacto cuando los nuevos estándares se conviertan en la norma.
Preguntas frecuentes sobre criptografía postcuántica
¿Qué es la criptografía postcuántica?
Es una nueva generación de algoritmos criptográficos diseñada para resistir tanto los ataques de los ordenadores clásicos como los de los futuros ordenadores cuánticos.
¿Qué diferencia hay entre criptografía postcuántica y criptografía cuántica?
La criptografía postcuántica utiliza nuevos algoritmos matemáticos que funcionan sobre la infraestructura informática actual. La criptografía cuántica emplea fenómenos de la mecánica cuántica para proteger las comunicaciones, como ocurre con la distribución cuántica de claves (QKD).
¿Los ordenadores cuánticos ya pueden romper RSA?
No. Los sistemas cuánticos actuales todavía no tienen la capacidad necesaria para romper las claves utilizadas en Internet. Sin embargo, la migración debe comenzar con antelación porque la actualización de toda la infraestructura digital llevará muchos años.
¿Qué significa «harvest now, decrypt later»?
Es una estrategia mediante la cual un atacante captura hoy datos cifrados para almacenarlos y descifrarlos en el futuro cuando existan ordenadores cuánticos suficientemente potentes.
¿Qué algoritmos postcuánticos se están adoptando?
Los estándares más relevantes seleccionados por el NIST incluyen ML-KEM para el intercambio de claves y ML-DSA para firmas digitales, ambos derivados de las propuestas Kyber y Dilithium, respectivamente. Estos algoritmos marcan el inicio de la transición hacia la nueva generación de ciberseguridad.
