La computación cuántica representa una innovadora frontera tecnológica con el potencial de revolucionar diversas áreas incluyendo la criptografía, que es esencial para garantizar la seguridad y privacidad de la información en el entorno digital actual. Este artículo presenta una revisión sistemática de la literatura (SLR) a través de la metodología Kitchenham acerca de la incidencia de la computación cuántica en los algoritmos criptográficos con el objetivo de recopilar información relevante de estudios relacionados la cual serán analizadas y comparadas para tener un mejor entendimiento general sobre el funcionamiento de los algoritmos criptográficos. Se realizaron filtros de búsqueda para la recopilación de información, se consideró en base al análisis de artículos científicos, trabajos de titulación de máster o doctorado, estudios e investigaciones realizados acerca de este tema. Los resultados de esta recopilación de estudios generaron preguntas significativas las cuales son respondidas mediante la resolución y categorización de estudios relevantes. Se concluye que, aunque la computación cuántica está en sus inicios de desarrollo puede tener un fuerte impacto que conlleva su progreso tecnológico, se deben tomar ciertas medidas de precaución y estándares al desarrollar algoritmos criptográficos para no vulnerar la seguridad de la información.
La computación cuántica representa una innovadora frontera tecnológica con el potencial de revolucionar diversas áreas incluyendo la criptografía, que es esencial para garantizar la seguridad y privacidad de la información en el entorno digital actual. Este artículo presenta una revisión sistemática de la literatura (SLR) a través de la metodología Kitchenham acerca de la incidencia de la computación cuántica en los algoritmos criptográficos con el objetivo de recopilar información relevante de estudios relacionados la cual serán analizadas y comparadas para tener un mejor entendimiento general sobre el funcionamiento de los algoritmos criptográficos. Se realizaron filtros de búsqueda para la recopilación de información, se consideró en base al análisis de artículos científicos, trabajos de titulación de máster o doctorado, estudios e investigaciones realizados acerca de este tema. Los resultados de esta recopilación de estudios generaron preguntas significativas las cuales son respondidas mediante la resolución y categorización de estudios relevantes. Se concluye que, aunque la computación cuántica está en sus inicios de desarrollo puede tener un fuerte impacto que conlleva su progreso tecnológico, se deben tomar ciertas medidas de precaución y estándares al desarrollar algoritmos criptográficos para no vulnerar la seguridad de la información.
El presente trabajo aborda el análisis de la criptografía cuántica aplicada a la seguridad de la información, con el propósito de fortalecer los mecanismos de protección en la transmisión de datos. La criptografía cuántica se fundamenta en las propiedades físicas de los fotones, cuyo cambio de estado permite detectar cualquier intento de interceptación, alertando simultáneamente al emisor y al receptor sobre la falta de seguridad del canal. La investigación adopta un enfoque cuantitativo, orientado a la interpretación de datos obtenidos mediante la observación, recolección bibliográfica y análisis de contenidos. El estudio se clasifica como descriptivo y de diseño no experimental, centrado en examinar las bases teóricas, el funcionamiento y las potenciales aplicaciones de la criptografía cuántica en los sistemas actuales de seguridad informática. Los resultados del análisis destacan que, aunque su implementación aún enfrenta desafíos técnicos y económicos, esta tecnología representa una de las propuestas más prometedoras para garantizar la confidencialidad y la integridad de la información frente al creciente poder de cómputo de los sistemas cuánticos. En conclusión, el trabajo evidencia que el desarrollo e investigación continua en criptografía cuántica permitirá construir entornos digitales más seguros, contribuyendo al fortalecimiento de la ciberseguridad y al avance del conocimiento científico en el campo de la ingeniería informática.
En este trabajo de investigación se realizó una comparación de los algoritmos criptográficos cuánticos vs clásicos con respecto a la seguridad en la obtención de la clave, en base a una revisión sistemática de donde se definió parámetros medibles de comparación, entre estos algoritmos como: la unidad estructural de la información, base de su seguridad, origen de la clave, tamaño de la clave, si el atacante copia la información, detección de intrusos y tecnología aplicada en el mercado, es de importancia conocer el algoritmo criptográfico más fuerte para la seguridad de la información debido a que la tecnología va en incremento y al mismo tiempo la información se convierte en un activo de gran valor a proteger ya que los hackers al interceptar información pueden realizar denegación de servicios, falta de integridad en datos, daños físicos a estructuras, robos millonarios de dólares e información. También se desarrolló el estudio técnico-económico para la de implementar un sistema cuántico en una infraestructura gubernamental del Consejo Nacional Electoral (CNE). Del estudio se determinó que los algoritmos criptográficos cuánticos son más apropiados para este propósito, esto se demostró con el método estadístico CHI cuadrado, para la comprobación de hipótesis. Se concluye que es técnicamente factible la propuesta de implementar criptografía cuántica con el algoritmo BB84 en la estructura nacional gubernamental CNE, con una inversión aproximada al 0.022% del gasto público de 2017. Se recomienda implementar la propuesta técnica económica planteada en la presente investigación para en la infraestructura de CNE en función de garantizar la seguridad de la información.
En un futuro cercano, la computación cuántica tendrá mucha influencia sobre la seguridad de las comunicaciones, con relevancia en entornos críticos como por ejemplo en defensa. Por esta razón cobra gran importancia plantear posibles soluciones como la criptografía cuántica y poscuántica. Surge entonces una pregunta; ¿Corre peligro la seguridad de las comunicaciones militares? Lo cierto es que con la cada vez más cercana llegada de la computación cuántica, la respuesta a esta pregunta es clara. Por ello es necesario anticiparse a la futura obsolescencia de los sistemas criptográficos actuales, sobre los que se sustenta toda la protección de datos clasificados y de operaciones estratégicas. En este Trabajo de Fin de Grado se exponen los fundamentos de la criptografía moderna para estudiar su evolución, las amenazas emergentes derivadas de la computación cuántica y las líneas de investigación que permitirán mantener la seguridad de las comunicaciones en defensa. El TFG se estructura en tres grandes bloques: criptografía clásica, cuántica y poscuántica. En primer lugar, se han tratado los principales algoritmos clásicos empleados actualmente, tanto simétricos como asimétricos, destacando sus vulnerabilidades frente a los algoritmos cuánticos de Shor y Grover. En segundo lugar, se ha analizado la criptografía cuántica (QKD), siendo una posible alternativa, cuya fortaleza se basa en leyes físicas. Sin embargo, aunque estos sistemas ofrecen un nivel de seguridad teóricamente inquebrantable, su implementación práctica sigue limitada por la necesidad de equipos específicos, la dependencia de autenticación clásica y los elevados costes de despliegue. Por último, se ha estudiado la criptografía poscuántica (PQC). Una gran alternativa, que propone algoritmos matemáticos resistentes a ataques cuánticos, con la ventaja de ser compatibles con la infraestructura existente. Además, se ha realizado una entrevista al experto Luis Fernando Hernández Encinas, cuyos resultados serán incluidos junto con la revisión bibliográfica en un análisis DAFO que permite identificar las fortalezas, debilidades, oportunidades y amenazas de ambas tecnologías. De este análisis se concluye que, la criptografía clásica se encuentra en fase de obsolescencia estratégica, mientras que la criptografía cuántica y la poscuántica representan los pilares de la seguridad futura. La primera ofrece una protección teórica total, aunque todavía no es viable a gran escala. La segunda, en cambio, constituye una solución práctica e inmediata para iniciar la transición.
La aparición de la computación cuántica plantea una amenaza directa sobre los sistemas criptográficos actualmente desplegados, poniendo en riesgo la confidencialidad y autenticidad de la información. En tal contexto, la criptografía postcuántica surge como una alternativa diseñada para resistir ataques basados en ordenadores cuánticos, empleando como base problemas matemáticos considerados intratables incluso para este escenario. El objetivo de este trabajo es evaluar la viabilidad práctica de los algoritmos criptográficos de tipo postcuántico propuestos por el proceso de estandarización del NIST, comparándolos con algoritmos clásicos muy conocidos. Con tal fin, se ha llevado a cabo un análisis teórico del estado del arte y un estudio experimental basado en microbenchmarks criptográficos y pruebas sobre el protocolo TLS 1.3, usando implementaciones reales y plataformas hardware heterogéneas. La metodología empleada permite estudiar métricas relevantes como tiempos de ejecución, latencias o escalabilidad, tanto en operaciones atómicas como en escenarios de comunicación más amplios. Los resultados muestran que los algoritmos basados en retículos, como ML-KEM y ML-DSA, ofrecen un rendimiento competitivo frente a algoritmos clásicos con nivel de seguridad equivalente, de manera especial en hardware moderno. No obstante se observa un impacto significativo en dispositivos con recursos limitados y en el proceso de handshake TLS. Se concluye que este trabajo demuestra que la criptografía postcuántica es técnicamente viable en numerosos entornos reales, aunque su adopción debe abordarse de forma progresiva y contextualizada, considerando las limitaciones físicas y requisitos de cada sistema.
Este documento se ha presentado en julio de 2015 como trabajo final para el Máster Universitario en Modelización e Investigación Matemática, Estadística y Computación de la Universidad de Oviedo. El trabajo comienza con una introducción a los principios matemáticos de la computación cuántica y continúa con una descripción de los principales algoritmos cuánticos. A continuación, se abordan las repercusiones de estos algoritmos sobre la criptografía actual y las dificultades tecnológicas que impiden hoy en día el desarrollo de ordenadores cuánticos. La segunda mitad del trabajo aborda uno de los campos de estudio más relevantes desde un punto de visto matemático de estas dificultades prácticas, que es la necesidad de mecanismos de corrección de errores, mucho más críticos que en la computación basada en la física clásica. Finalmente, se concluye que pese a los progresos de las últimas dos décadas son aún muchas las dificultades tanto prácticas como teóricas para desarrollar ordenadores cuánticos.
El objetivo principal del presente trabajo es analizar el impacto inminente del desarrollo de la computación cuántica sobre los modelos criptográficos asimétricos tradicionales, como RSA y ECC, sustentados en problemas matemáticos vulnerables a algoritmos cuánticos como Shor y Grover. Con este propósito, se propone, formula, desarrolla e implementa experimentalmente un nuevo modelo criptográfico asimétrico basado en principios de complejidad computacional cuántica, soportado en estructuras reticulares, no linealidad y perturbaciones controladas. El estudio adopta un enfoque interdisciplinario, experimental y cuantitativo, combinando Design Science Research Methodology (DSRM), Scrum, revisión sistemática de literatura (Kitchenham) y análisis estadístico avanzado. Implementado en un entorno reproducible en Python, y se evalúa mediante pruebas de benchmarking sobre tiempos de KeyGen, Encrypt y Decrypt con distintas dimensiones de retícula. Los resultados se analizan mediante ANOVA de un factor y modelos lineales, demostrando diferencias significativas entre dimensiones y una correlación lineal directa entre el tamaño del problema y el tiempo de ejecución, reflejada en altos valores de F, niveles de significación p extremadamente bajos y coeficientes de determinación elevados (R2 > 0,93). Además, el modelo se compara con RSA y ECC mediante la matriz de Holmes y se valida bajo el estándar ISO/IEC 25010 en funcionalidad, eficiencia y seguridad. Los resultados evidencian que el modelo propuesto es eficiente, estructuralmente seguro y con capacidad de reemplazar esquemas criptográficos clásicos en infraestructuras digitales críticas en un futuro cercano.