Por qué la IA no puede romper la criptografía simétrica

Por qué la IA no puede romper la criptografía simétrica

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Fuentes:Lobsters + web research

Cada pocos meses, surge un nuevo titular afirmando que “la IA ha roto el cifrado”. Esta vez el protagonista es Claude Mythos: el 28 de julio, Anthropic anunció hallazgos criptoanalíticos obtenidos con su gran modelo de lenguaje. A medida que la noticia se difundió, encabezados sensacionalistas como “La IA rompe el cifrado” o “El fin de la criptografía” invadieron las redes. El 1 de agosto, el criptógrafo JP Aumasson publicó un artículo tranquilizador en su blog titulado LLMs won’t break symmetric crypto. Compartido en la comunidad de desarrolladores Lobsters, obtuvo 8 puntos y 0 comentarios: quienes entienden del tema sabían que no había nada que debatir.

La caída de los ángeles rebeldes de Pieter Bruegel (detalle) Figura: Ilustración del artículo original, “La caída de los ángeles rebeldes” de Pieter Bruegel el Viejo (detalle). Fuente: bfswa.blog

Analicemos qué ocurrió realmente en la investigación. Anthropic reportó dos hallazgos principales. El primero fue un ataque de recuperación de clave contra HAWK, un esquema de firma digital que participa en el proceso de estandarización post-cuántica del NIST, diseñado para la era de la computación cuántica. El ataque redujo el nivel de seguridad teórico de HAWK de 128 a 108 bits. Sin embargo, salvo por un conjunto de parámetros de juguete construido deliberadamente para pruebas, el ataque carece de utilidad práctica y está muy lejos de romper sistemas reales. El segundo hallazgo apuntó a AES-128 en un escenario reducido: solo alcanzó hasta la séptima ronda de un total de 10. AES es el estándar de cifrado más utilizado en el mundo, protegiendo tarjetas bancarias, móviles y sitios web. La comunidad criptográfica no se sorprendió en absoluto: reducir las rondas equivale a desmontar varios mecanismos de un cerrojo antes de intentar forzarlo. Lo más revelador fue lo que no se encontró: la IA no descubrió ningún ataque contra la versión completa de AES. La parte más alarmante del titular fue precisamente la que no sucedió.

¿De qué nos protege realmente el cifrado?

El cifrado consiste en poner un candado a la información para que no pueda leerse sin clave. En el caso de AES-128, la clave es un número de 128 bits, lo que genera 2^128 combinaciones posibles: aproximadamente 3.4×10^38. ¿Qué significa esa cifra? La Tierra contiene unos 10^19 granos de arena. Si convirtiéramos cada grano de arena en otra Tierra y contáramos todos sus granos de arena, apenas alcanzaríamos esa magnitud. Como comparación, el universo observable contiene unos 10^80 átomos, mientras que AES-256 (2^256), también de uso común, opera en una escala comparable a ello. Desde la perspectiva de la ingeniería, cuando la cantidad de claves supera lo que cabe físicamente en el universo, la “fuerza bruta” deja de ser un ataque práctico y se convierte en un concepto puramente matemático.

La fuerza bruta consiste en probar claves una a una. Aunque todas las computadoras del mundo se unieran para probar un billón de claves por segundo, probar la mitad llevaría 5×10^18 años: unas 400 millones de veces la edad del universo (13.800 millones de años). Este número demuestra una verdad fundamental: el obstáculo para romper AES-128 es el tiempo mismo, y la IA no puede modificar las leyes de la física.

¿Por qué la inteligencia de la IA no sirve de nada aquí?

El objetivo de diseño de un buen algoritmo criptográfico es que el texto cifrado parezca completamente aleatorio, sin patrones ni estructuras que relacionen el texto original con el cifrado. En criptografía, esta propiedad se denomina pseudoaleatoriedad: un resultado que parece aleatorio pero es calculado determinísticamente de forma que ningún test estadístico pueda encontrar fallos. Por muy potente que sea una IA, funciona aprendiendo patrones; cuando algo ha sido diseñado deliberadamente para no tener ningún patrón, la IA no tiene de dónde agarrarse.

Una analogía adecuada: lanzar un tractor a arenas movedizas y sellarlo con cemento. El cifrado simétrico sustituye, desplaza y mezcla los datos repetidamente durante diez rondas, haciendo que cada paso sea exponencialmente más difícil de revertir. En palabras del criptógrafo Matthew Green, este tipo de algoritmos se caracterizan por ser “desordenados y sólidos”: desordenados por diseño, porque cualquier estructura o simetría le da pistas al atacante; sólidos, porque llevan décadas siendo atacados por expertos con todos los medios posibles y los fallos ya se corrigieron. Como señala Aumasson (autor de Serious Cryptography), algoritmos como BLAKE3 son esencialmente secuencias de operaciones XOR, sumas y rotaciones de bits sin una descripción matemática más simple, justo lo que buscaban sus creadores.

Diagrama de la función de ronda de AES Figura: Las cuatro etapas de una ronda de cifrado AES: SubBytes, ShiftRows, MixColumns y AddRoundKey. La versión completa repite esto durante 10 rondas. Fuente: Wikipedia

La propia Anthropic mantiene una postura igualmente cautelosa. En su artículo califican de forma muy prudente que “es interesante seguir explorando el criptoanálisis asistido por IA”. Además, crearon un conjunto de pruebas llamado CryptanalysisBench para evaluar la capacidad de los modelos en esta área. Atacar versiones reducidas de juguete y romper algoritmos completos en producción son dos cosas separadas por órdenes de magnitud.

Las verdaderas amenazas: El orden real es el inverso al de los titulares

En primer lugar, contraseñas débiles. 123456, fechas de cumpleaños o números de teléfono no requieren IA: un ataque de diccionario común las descubre al instante. La IA aquí solo ayuda a redactar textos de phishing más convincentes o acelerar pruebas automatizadas; el problema de fondo es haber dejado la llave pegada a la puerta, no un fallo de la cerradura.

En segundo lugar, el phishing. Enlaces y mensajes que suplantan a bancos, servicios al cliente o mensajería engañan a los usuarios para que entreguen sus claves. La inmensa mayoría de los robos de cuentas no tienen nada que ver con fallos en la criptografía: las claves son engañadas, adivinadas o filtradas. La IA hace que estas estafas sean más realistas, lo cual es una amenaza real, pero ataca al ser humano, no a la criptografía.

En tercer lugar, filtraciones de bases de datos en sitios web. Si usas la misma contraseña en un sitio web que en tu banco, una filtración en dicho sitio permite a los atacantes probar la misma llave en otros servicios. La solución no requiere un cifrado más complejo: basta con no reutilizar contraseñas o usar un gestor de contraseñas.

En cuarto lugar, la amenaza a largo plazo: los ordenadores cuánticos. Esta amenaza se dirige a sistemas de clave pública más antiguos usados en la fase de saludo (handshake), como RSA, que se basan en la dificultad de factorizar números grandes. El algoritmo de Shor teóricamente puede acelerar este proceso en una máquina cuántica. Las estimaciones actuales sugieren que romper RSA-2048 requeriría al menos cientos de miles de qubits físicos de alta calidad, algo muy lejano a la tecnología actual. Además, la industria ya ha iniciado la migración a la criptografía post-cuántica (los esquemas candidatos como HAWK se diseñaron para eso). Para el cifrado simétrico como AES, la computación cuántica solo ofrece una aceleración cuadrática (algoritmo de Grover), reduciendo la clave de 128 bits a un equivalente efectivo de 64 bits (mientras que AES-256 sigue siendo astronómicamente seguro). Veredicto de ingeniería: la amenaza cuántica evoluciona a escala de décadas, no llegará mañana por la mañana.

Cómic sobre la fortaleza de las contraseñas Figura: Famoso cómic de un criptógrafo: el aparentemente complejo “Tr0ub4dor&3” solo tiene 28 bits de entropía, mientras que una frase de cuatro palabras comunes alcanza los 44 bits. Fuente: xkcd

Volviendo a la noticia del principio: Aumasson concluye su artículo con una sugerencia contraintuitiva: en lugar de preocuparnos por si la IA rompe el cifrado, deberíamos usar la IA para auditar vulnerabilidades en las nuevas propuestas post-cuánticas. Cuando puso a un LLM a revisar pruebas de seguridad en artículos académicos, este encontró errores reales. Es una idea muy valiosa: la verdadera utilidad de la IA no radica en adivinar llaves al azar por suerte, sino en ayudar a reparar las cerraduras antes de que se instalen. En cuanto a la cerrajería tradicional que llevamos usando más de 20 años, probar todas sus llaves llevaría 400 millones de veces la edad del universo. Por muy inteligente que sea la IA, no puede ir más rápido que el tiempo.

Enlaces de referencia:

  • bfswa.blog: LLMs won’t break symmetric crypto
  • Discusión en Lobsters (s/tstkqk/llms_won_t_break_symmetric_crypto)
  • Wikipedia: Advanced Encryption Standard
  • xkcd: Password Strength
  • Ubiq Security: 128 or 256 bit Encryption: Which Should I Use?