Contexto: este artículo presenta la creciente vulnerabilidad de los sistemas ciberfísicos en las infraestructuras críticas, producto del avance de la computación cuántica. Esta tecnología pone en entredicho los esquemas actuales de criptografía y coloca en riesgo servicios como la energía, la salud y otros esenciales para la sociedad. Objetivo: caracterizar los estándares, marcos de trabajo y las vulnerabilidades emergentes encontradas en estudios científicos publicados en el período 2020-2025. Metodología: marco metodológico basado en una revisión sistemática de la literatura, utilizando los protocolos PRISMA y Kitchenham. A través de este método, se eligieron un total de 40 estudios primarios. Resultados: la revisión evidencia que, aunque normativas como ISO/IEC 27001 e IEC 62443 son ampliamente adoptadas, carecen de medidas de control específicas frente a amenazas cuánticas como los algoritmos de Shor y Grover. Asimismo, se identificó una desconexión entre los modelos taxonómicos actuales y la protección técnica de activos operativos. Conclusiones: la investigación concluye que existe una urgencia por integrar la criptografía postcuántica y desarrollar marcos de gobernanza adaptativa que fortalezcan la resiliencia en las infraestructuras críticas. Finalmente, se propuso una hoja de ruta para la creación de modelos ontológicos que unifiquen la gestión de riesgos en esta era tecnológica.
Contexto: este artículo presenta la creciente vulnerabilidad de los sistemas ciberfísicos en las infraestructuras críticas, producto del avance de la computación cuántica. Esta tecnología pone en entredicho los esquemas actuales de criptografía y coloca en riesgo servicios como la energía, la salud y otros esenciales para la sociedad. Objetivo: caracterizar los estándares, marcos de trabajo y las vulnerabilidades emergentes encontradas en estudios científicos publicados en el período 2020-2025. Metodología: marco metodológico basado en una revisión sistemática de la literatura, utilizando los protocolos PRISMA y Kitchenham. A través de este método, se eligieron un total de 40 estudios primarios. Resultados: la revisión evidencia que, aunque normativas como ISO/IEC 27001 e IEC 62443 son ampliamente adoptadas, carecen de medidas de control específicas frente a amenazas cuánticas como los algoritmos de Shor y Grover. Asimismo, se identificó una desconexión entre los modelos taxonómicos actuales y la protección técnica de activos operativos. Conclusiones: la investigación concluye que existe una urgencia por integrar la criptografía postcuántica y desarrollar marcos de gobernanza adaptativa que fortalezcan la resiliencia en las infraestructuras críticas. Finalmente, se propuso una hoja de ruta para la creación de modelos ontológicos que unifiquen la gestión de riesgos en esta era tecnológica.
Contexto: La computación cuántica representa una amenaza emergente y de creciente relevancia para la seguridad de los Sistemas Ciberfísicos (SCF) en infraestructuras críticas (IC), lo que podría comprometer progresivamente los métodos criptográficos actuales y exponer servicios esenciales a riesgos físicos significativos. Objetivo: Este estudio analiza el impacto de la amenaza cuántica en SCF e IC para identificar requerimientos semánticos y técnicos que fundamenten modelos de evaluación ontológicos y estrategias de resiliencia operativa. Método: Se realizó una revisión sistemática de la literatura (RSL) del periodo 2020-2026 siguiendo los protocolos PRISMA y Kitchenham. A través de una búsqueda parametrizada en bases de datos de alto impacto, se seleccionaron y analizaron 39 estudios primarios. Resultados: Se identificó una incompatibilidad sistémica relevante: una proporción significativa de los estudios analizados reporta que el hardware heredado (PLCs y RTUs) presenta limitaciones críticas para soportar la carga computacional de los nuevos estándares de Criptografía Post-Cuántica (PQC). Esta limitación tiende a generar latencias operativas que podrían comprometer la resiliencia teórica del sistema frente a ataques de descifrado retrospectivo y suplantación de identidad. Conclusiones: La evidencia analizada sugiere que la eficacia de los marcos de defensa podría verse comprometida sin una actualización estructural de la tecnología de operación (OT), dado que el desfase entre el hardware obsoleto y el rigor matemático cuántico se identificó como uno de los eslabones más débiles de la infraestructura. Los hallazgos indican que la resiliencia operativa de las IC se vería fortalecida mediante la migración hacia la agilidad criptográfica y la adopción de modelos ontológicos que permitan el razonamiento automatizado para la detección de amenazas en tiempo real.
En esta publicación se propone un modelo de referencia de ciberseguridad para la tecnología de la operación (MoRCiTO) como preparación para la era cuántica para prevenir ataques de red a sistemas ciber-físicos (SCF) eninfraestructuras críticas (IC). El modelo propuesto es el resultado de una revisión de estudios primarios que abordan diferentes aspectos como, entre otros, las amenazas de los equipos cuánticos contra los sistemas criptográficos actuales (así como las que aún están por aparecer), permitiendo caracterizar el modelo de referencia propuesto. Este trabajo contribuye significativamente al campo de la ciberseguridad, proporcionando un modelo de referencia adaptado a la inminente llegada de la era cuántica. Es un paso crucial hacia la preparación de IC contra amenazas avanzadas y establece una base sólida para investigaciones futuras en el área de la ciberseguridad cuántica. Además, el modelo puede ser adoptado por entidades gubernamentales y organizaciones encargadas de la gestión de IC para fortalecer su resiliencia ante posibles ataques cuánticos. Su implementación ayudará a garantizar la continuidad operativa y la protección de sistemas vitales en un entorno de amenazas en constante evolución.
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 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 auge de la computación cuántica ha abierto un nuevo paradigma en el procesamiento de la información, prometiendo superar los límites de la computación clásica. Sin embargo, el desarrollo de arquitecturas de software que puedan explotar plenamente este potencial es aún un campo de estudio constante, lleno de desafíos sin precedentes. Este artículo presenta los resultados reportados después de realizar una Revisión Sistemática de la Literatura sobre las arquitecturas de software desde el punto de vista del contexto de la computación cuántica, destacando las tendencias emergentes y delineando los principales desafíos que enfrenta este campo. Mediante un enfoque metodológico formal y riguroso, se identificó y analizó un total de 17 estudios considerados primarios, identificando patrones clave, metodologías de diseño y estrategias de implementación que están guiando la evolución de las arquitecturas de software cuánticas. Los resultados muestran una concentración de esfuerzos en la estandarización de protocolos, la seguridad cuántica y la escalabilidad, así como una creciente preocupación por la interoperabilidad con sistemas clásicos y la abstracción de la complejidad cuántica para los desarrolladores. Este estudio proporciona una consolidación crítica del conocimiento existente y establece una base para futuras investigaciones, señalando áreas emergentes y oportunidades para innovaciones disruptivas en el diseño y aplicación de software cuántico.
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.