La llegada de la computación cuántica supone una amenaza existencial para los fundamentos criptográficos de los sistemas blockchain actuales. Este artículo presenta un marco conceptual integral para guiar la transición y coexistencia segura de blockchains clásicas, post-cuánticas y cuánticas. Se propone una estrategia de tres pilares: (1) un modelo evolutivo por fases para la adopción gradual de tecnología, desde la integración inmediata de la criptografía post-cuántica (PQC) hasta arquitecturas cuánticas nativas a largo plazo; (2) un protocolo de interoperabilidad multi-paradigma, con puentes criptográficos adaptativos y estándares de identidad híbrida, para prevenir la fragmentación del ecosistema; y (3) una estrategia de gestión de riesgos y gobernanza para asegurar una migración robusta y ordenada. Este marco proporciona una hoja de ruta estratégica para que desarrolladores y organizaciones atraviesen las complejidades de la era cuántica, garantizando la seguridad y resiliencia a largo plazo de las tecnologías descentralizadas.
La llegada de la computación cuántica supone una amenaza existencial para los fundamentos criptográficos de los sistemas blockchain actuales. Este artículo presenta un marco conceptual integral para guiar la transición y coexistencia segura de blockchains clásicas, post-cuánticas y cuánticas. Se propone una estrategia de tres pilares: (1) un modelo evolutivo por fases para la adopción gradual de tecnología, desde la integración inmediata de la criptografía post-cuántica (PQC) hasta arquitecturas cuánticas nativas a largo plazo; (2) un protocolo de interoperabilidad multi-paradigma, con puentes criptográficos adaptativos y estándares de identidad híbrida, para prevenir la fragmentación del ecosistema; y (3) una estrategia de gestión de riesgos y gobernanza para asegurar una migración robusta y ordenada. Este marco proporciona una hoja de ruta estratégica para que desarrolladores y organizaciones atraviesen las complejidades de la era cuántica, garantizando la seguridad y resiliencia a largo plazo de las tecnologías descentralizadas.
El avance de la computación cuántica representa una amenaza para los sistemas criptográficos clásicos utilizados en telecomunicaciones, especialmente aquellos basados en RSA y criptografía de curva elíptica, los cuales pueden ser vulnerados mediante algoritmos como el Algoritmo de Shor. La criptografía post-cuántica (PQC) surge como una alternativa para garantizar la seguridad; sin embargo, su adopción introduce desafíos relacionados con el desempeño, la interoperabilidad y el riesgo de migración. Este trabajo presenta un análisis integral de la implementación de PQC en entornos de telecomunicaciones, considerando tres dimensiones clave: desempeño, interoperabilidad y riesgo. Se emplea un enfoque mixto que combina evaluación experimental de esquemas criptográficos clásicos, post-cuánticos e híbridos, con análisis cualitativo de riesgos. Se analizan métricas como latencia, consumo de ancho de banda y carga computacional en protocolos de comunicación como TLS. El estudio busca identificar los compromisos entre seguridad y eficiencia, evaluar las limitaciones de interoperabilidad en infraestructuras heterogéneas y analizar los riesgos asociados a la transición. Como resultado, se propone un modelo integral que facilite la adopción de criptografía post-cuántica en sistemas de telecomunicaciones.
Este Trabajo de Fin de Máster analiza el impacto operativo y la estrategia de migración hacia la Criptografía Post-Cuántica (PQC) en las infraestructuras de Clave Pública (PKI) empresariales. Ante la inminente amenaza Y2Q y los ataques de tipo "Harvest Now, Decrypt Later", el proyecto evalúa la viabilidad técnica de integrar los nuevos estándares post-cuánticos del NIST (como Kyber y ML-DSA) en las redes corporativas actuales. A través del diseño y ejecución de un laboratorio empírico basado en contenedores y OpenSSL, se audita el comportamiento del protocolo TLS 1.3 bajo diferentes escenarios: cadenas de certificación clásicas, modelos híbridos y arquitecturas puramente post-cuánticas. Los resultados experimentales demuestran un cambio de paradigma en el rendimiento de los sistemas: el cuello de botella se desplaza de la carga de procesamiento en CPU hacia la transmisión en red y la saturación de memoria RAM. El incremento en el tamaño de los certificados post-cuánticos supera los límites físicos de transmisión (MTU), provocando fragmentación de paquetes y fallos críticos de lectura (Decode Errors) en el software base actual. La investigación concluye demostrando que una estrategia de migración por sustitución directa (rip-and-replace) es inviable a corto plazo. Como solución, se establece que las organizaciones deben adoptar modelos de criptografía híbrida y evolucionar sus sistemas hacia arquitecturas basadas en la cripto-agilidad para garantizar una transición resiliente, segura y escalable.
La criptografía cuántica emerge como un paradigma disruptivo en la seguridad informática, aprovechando los principios de la mecánica cuántica, como el entrelazamiento, la superposición y la no clonación, para garantizar confidencialidad y autenticación incondicional frente a amenazas clásicas y cuánticas. Este artículo explora los fundamentos matemáticos que sustentan los protocolos cuánticos (e.g., BB84, E91 y QHE), analizando su resistencia teórica frente a ataques basados en el algoritmo de Shor y la computación cuántica. Mediante una metodología dual (revisión sistemática de literatura y modelado teórico), se evalúan las limitaciones prácticas de implementación, como la decoherencia, los ataques por canales laterales y la escalabilidad en redes de distribución cuántica de claves (QKD). Los resultados destacan que, aunque protocolos como la criptografía homomórfica cuántica (QHE) y las redes de repetidores cuánticos prometen seguridad incluso en entornos con dispositivos realistas, su eficiencia depende críticamente de avances en óptica integrada y corrección de errores cuánticos. Asimismo, se discute el papel de la criptografía poscuántica (lattices, códigos basados en hash) como puente transicional ante la inminente obsolescencia de sistemas clásicos como RSA y ECC. La conclusión subraya la urgencia de estandarizar marcos híbridos (cuántico-clásicos) y políticas de migración, respaldados por colaboraciones globales, para asegurar infraestructuras críticas en la era cuántica. Este trabajo sintetiza el estado del arte, identificando brechas tecnológicas y proponiendo direcciones futuras para una adopción práctica y segura.
[ES] La seguridad de la infraestructura de tecnologías de la información actual depende de la criptografía asimétrica (RSA, ECC), utilizada ampliamente en protocolos como TLS/SSL y en la gestión de certificados digitales. Sin embargo, el rápido avance de la computación cuántica representa una amenaza inminente para estos sistemas. La vulnerabilidad actual reside en que los ordenadores cuánticos pueden resolver problemas matemáticos complejos (como la factorización de enteros) en tiempo polinómico O((log N)^3), lo cual invalida las garantías de seguridad de RSA. Ante este escenario, organizaciones internacionales como el NIST están en proceso de estandarizar nuevos algoritmos conocidos como Criptografía Post-Cuántica (PQC), recurriendo a nuevos paradigmas matemáticos como la criptografía basada en redes (Lattice-based cryptography), resistentes a ataques clásicos y cuánticos. Este TFG aborda el impacto teórico de esta transición tecnológica y propone un marco de adaptación enfocado en la rama de Tecnologías de la Información. La aportación central del proyecto será el diseño de un plan de migración para entornos corporativos estructurado en auditoría de activos, diseño de protocolos con arquitecturas híbridas y la actualización de las Infraestructuras de Clave Pública (PKI).
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.
Esta línea de investigación aborda el estudio y desarrollo de la Computación Cuántica desde una perspectiva integral de Ingeniería de Software, enmarcada en el tránsito actual desde la era NISQ hacia la era de tolerancia a fallos temprana. El proyecto se centra en seis ejes estratégicos: metodologías para el ciclo de vida del software cuántico (QSE), seguridad y coexistencia de sistemas criptográficos híbridos y blockchain, educación superior en programación cuántica, algoritmos variacionales híbridos, arquitecturas para laboratorios remotos y la experimentación directa con hardware de Resonancia Magnética Nuclear (RMN). A través de la colaboración interuniversitaria y la integración de hardware real (como el procesador SpinQ Triangulum), se busca no solo la producción científica de impacto —con resultados ya publicados en foros internacionales como Springer CCIS—, sino también la formación de recursos humanos capaces de enfrentar la "amenaza” cuántica y de aprovechar las oportunidades de la utilidad cuántica en optimización y simulación. Esta línea de investigación combina el rigor teórico con la validación experimental, para desarrollar las competencias necesarias y hacer frente a los desafíos que plantea la próxima revolución computacional.