Premio Fronteras del Conocimiento para Daemen y Rijmen por el algoritmo que sustenta la seguridad digital mundial

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Tecnologías de la Información y la Comunicación, en su XVIII edición, ha recaído en Joan Daemen, de la Universidad Radboud de Nimega (Países Bajos), y Vincent Rijmen, de la Universidad Católica de Lovaina-KU Leuven (Bélgica) y la Universidad de Bergen (Noruega). El jurado reconoce así a los diseñadores de las tecnologías criptográficas que “sustentan la era digital actual” al proteger la seguridad de “millones de dispositivos conectados en todo el mundo”.

Su algoritmo Rijndael, acrónimo de sus apellidos, se utiliza para garantizar la seguridad de páginas web, ordenadores, móviles, redes wifi, sistemas de mensajería, tarjetas bancarias y almacenamiento en la nube

En 1997, ambos investigadores desarrollaron un algoritmo denominado Rijndael, acrónimo de sus apellidos, que fue adoptado en 2001 como estándar de cifrado en Estados Unidos y en 2005 como estándar internacional. Desde entonces, se utiliza para garantizar la seguridad de páginas web, ordenadores, teléfonos móviles, redes wifi, sistemas de mensajería, tarjetas bancarias y servicios de almacenamiento en la nube.

Según el acta del jurado, en estos 25 años el sistema “se ha convertido en una parte intrínseca de la vida cotidiana” en la sociedad global del siglo XXI.

Protección de la privacidad

El jurado subraya que este algoritmo se apoya en “una profunda investigación sobre los fundamentos matemáticos y algorítmicos de la criptografía” y permite que “nuestro dinero permanezca en nuestras cuentas bancarias, nuestros historiales médicos sigan siendo privados y nuestros mensajes solo lleguen a las personas a las que queremos enviarlos”.

La criptografía constituye hoy “la columna vertebral de la confianza en el mundo digital”, ya que garantiza “la confidencialidad, integridad y autenticidad de la información” en ámbitos que van desde las comunicaciones personales hasta los sistemas financieros globales. Sin esta tecnología, señala el acta, “no habría una identidad digital fiable, servicios en la nube ni dispositivos conectados”.

Un aspecto destacado por el jurado es la decisión de Daemen y Rijmen de dejar su algoritmo como código abierto

Otro aspecto clave destacado por el jurado es la decisión de Daemen y Rijmen de dejar su algoritmo como código abierto. Esta elección permitió su estandarización internacional y la transparencia en la comunidad científica, ya que el sistema “se enseña en todos los cursos del mundo en materia de seguridad informática y se puede examinar en busca de vulnerabilidades”.

Para Ron Ho, vicepresidente corporativo de I+D en Hardware de Lattice Semiconductor y secretario del jurado, la vigencia del algoritmo es “una prueba del rigor científico, la apertura y la transparencia” de su diseño. “Cada vez que visitas un sitio web, compras algo o vas al médico, estás utilizando estos principios básicos subyacentes”, afirma.

Joos Vandewalle, catedrático emérito de la Universidad Católica de Lovaina y experto en criptografía, destaca que Rijndael “ha resistido 25 años de ataques por parte de investigadores famosos. Si quieres hacerte un nombre en criptografía, intentas romper los estándares de cifrado avanzados. Pero hasta ahora no se ha conseguido”, señala.

En la misma línea, Javier López, catedrático de Ciberseguridad de la Universidad de Málaga, recalca que “nadie ha logrado debilitar sustancialmente” el algoritmo, que además “es rápido y muy versátil y flexible” al admitir distintas longitudes de clave. López considera que esta aportación refleja el alto nivel de la criptografía europea: “En otros campos puede que vayamos por detrás, pero no en esta área”.

Fundamentos matemáticos de la criptografía

El origen del éxito de Rijndael se remonta a los años noventa, cuando el algoritmo DES, entonces estándar, empezaba a mostrar graves debilidades. El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST) convocó un concurso internacional para encontrar un sistema más rápido y seguro. Daemen y Rijmen, cuyos doctorados se centraban en los fundamentos matemáticos de la criptografía, presentaron una propuesta que superó años de pruebas públicas y se convirtió en el nuevo estándar, conocido como Advanced Encryption Standard (AES).

“En comparación con otros competidores, teníamos un muy buen razonamiento matemático detrás”, recuerda Rijmen. “La suerte jugó un papel, pero estábamos preparados”.

El algoritmo Rijndael cifra la información mediante sustituciones matemáticas que dependen de una clave secreta compartida por emisor y receptor. Para ser útil, debe ser seguro y rápido, requisitos que cumple hasta el punto de estar integrado directamente en los chips de numerosos dispositivos, desde ordenadores y móviles hasta sistemas domóticos.

Daemen reconoce que su enorme difusión dificulta la sustitución por nuevos sistemas, aunque se muestra orgulloso de su diseño. “Es un algoritmo muy simétrico, muy bonito”, afirma, y subraya su aspiración a unir “simplicidad, simetría y belleza”.

Investigan ahora cómo reducir el gasto energético del cifrado, un aspecto crucial tanto para grandes centros de datos como para dispositivos con batería limitada

En la actualidad, ambos investigadores centran parte de su trabajo en mejorar la protección de los dispositivos que utilizan el AES frente a ataques que no buscan romper el algoritmo en sí, sino analizar señales físicas de los chips, como el consumo de energía o el calor que generan al cifrar la información. También investigan cómo reducir el gasto energético del cifrado, un aspecto crucial tanto para grandes centros de datos como para dispositivos con batería limitada. “El ejemplo típico es un marcapasos que se pueda comunicar con el exterior, pero que debe estar protegido criptográficamente para que nadie lo pueda hackear”, explica Daemen.

También en computación cuántica

Aunque el algoritmo ha demostrado ser robusto incluso ante escenarios de computación cuántica, los galardonados señalan que otros sistemas criptográficos, como los de clave pública, sí deberán adaptarse. Tras un nuevo concurso del NIST, en 2024 se eligieron estándares diseñados para afrontar ese futuro desafío.

Para el jurado, la trayectoria de Daemen y Rijmen “constituye un ejemplo paradigmático de cómo la teoría fundamental puede dar lugar a una tecnología que cambia el mundo”, con aplicaciones prácticas que afectan a miles de millones de personas.

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