Ettore Majorana fue un físico italiano brillante y enigmático que dejó una huella imborrable en la ciencia antes de desaparecer misteriosamente en 1938. En 1937, propuso la existencia de unas partículas especiales, hoy llamadas “fermiones de Majorana”, que son únicas porque son sus propias antipartículas. Este concepto, inicialmente teórico, ha inspirado avances modernos como el chip Majorana 1, anunciado por Microsoft en febrero de 2025. Con este chip, la computación cuántica da un salto hacia adelante, pero también nos acerca a un “criptocalipsis”: el momento en que las claves privadas de los criptosistemas de clave pública actuales podrían descifrarse mediante la computación cuántica.
El avance en computación cuántica que supone el chip Majorana 1, con qubits topológicos, pone en riesgo la criptografía de clave pública basada en algortmos RSA y ECC.
Las autoridades de certificación (CAs), nos planteamos la disyuntiva: ¿priorizamos la emisión de certificados resistentes a la criptografía cuántica futuro o mejoramos los sistema de archivo electrónico para preservar documentos firmados electrónicamente con las técnicas actuales? Este artículo analiza el impacto técnico del Majorana 1, el papel del algoritmo de Shor y estrategias prácticas frente a esta transición.
Majorana 1 y el Algoritmo de Shor
El chip Majorana 1 usa los fermiones de Ettore para crear “qubits topológicos”, unidades de cálculo cuántico más estables que las tradicionales. Aunque el presentado estos días solo tiene 8 qubits, Microsoft promete escalarlo a miles o incluso un millón en pocos años. ¿Por qué importa? Porque con suficientes qubits (digamos, 3000-6000), una computadora cuántica podría usar el algoritmo de Shor para descifrar sistemas como ECC-512, comunes en certificados digitales, en cuestión de horas. Esto podría pasar hacia 2031-2033. Para RSA-4096, más resistente, harían falta 20,000 qubits o más, retrasando su caída quizás a 2035-2040. Sin embargo, el peligro ya existe: los datos protegidos hoy podrían ser guardados y descifrados después, un riesgo conocido como “recolectar ahora, descifrar después”.
Certificados Post-Cuánticos
La criptografía post-cuántica (PQC) utiiza algoritmos que no son vulnerables frente al algoritmos de Shor con problemas matemáticos resistentes, como los basados en retículos (lattices). En 2024, NIST estandarizó algoritmos clave:
- CRYSTALS-Dilithium (ML-DSA): Usa Module-LWE y SIS; firmas de 2.7-4.8 KB, nivel 128-256 bits PQC.
- FALCON (FN-DSA): Basado en NTRU-SVP; firmas compactas (0.6-1.2 KB), optimizado para verificación rápida.
- CRYSTALS-Kyber (ML-KEM): Cifrado con MLWE; claves/cifrados de 0.8-1.6 KB.
La estrategia híbrida combina estos algoritmos con los clásicos: un certificado con ECDSA P-256 y ML-DSA-44 es válido hoy y seguro contra el algoritmo de Shor en el futuro. En eIDAS, un HSM QSCD como el Thales Luna S750 (firmware 7.7+, que figura en el listado de QSCD certificados en el Dashboard de la UE) genera estas claves duales. Para ECC, que se usó en pasaportes digitales COVID, la urgencia sería alta en otros usos que requieran validez a mayor plazo: 3000 qubits en 2031 podrían atacar estas longitudes de clave. Las claves basadas en RSA-4096 permiten una transición más pausada, pero iniciar PQC híbrido pronto evita prisas futuras.
Archivado Digital: Garantizar la Preservación
El archivado digital es un pilar técnico y regulatorio, especialmente bajo eIDAS (Art. 32), que exige poder validar firmas años después de su realización. Si el algoritmo de Shor rompe claves ECC en 2031 o RSA en 2035, las firmas y sello electrónicos basados en los certificados actuales deben seguir siendo verificables, Por lo que conviene ir adoptando técnicas apropiadas:
- Sellos de tiempo cualificados: Firmarlos con ML-DSA asegura su resistencia cuántica.
- Almacenamiento: Bases de datos replicadas y HSMs guardan certificados, CRLs y logs por 7-10 años (siguiendo las pautas de la norma ETSI EN 319 521).
Para CAs con predominio de RSA-4096, reforzar el servicio de archivo electróncio es prioritario: su mayor resistencia da tiempo, pero la trazabilidad es crítica. Para ECC, el archivado complementa PQC, protegiendo datos históricos mientras Shor acecha.
Recomendaciones para Prestadores de Servicios de Confianza DIgital
A modo de resumen
- Prestadores que emiten certificados ECC : Deben considerar que existe una alta probabilidad de que se puede alcanzar un computador cuántico de 3000-6000 qubits en 2031, por lo que el algoritmo ECC-512 podría estar en riesgo (logaritmo discreto resuelto en O(n3)). Los PSC debería emitir certificados híbridos (ECC + PQC) ya y gestionar el archivo con sellos de tiempo basados en algoritmos PQC.
- Prestadores que emiten certificados RSA-4096: Se requieren 20,000+ qubits (factorización en O(n3)), por lo que el computador cuántico apropiado podría no llegar hasta hasta 2035+. En este caso convendría priorizar el archivado digital, con sellos de tiempo basados en algoritmos PQC.
El chip Majorana 1, heredero del genio de Ettore, hace que el algoritmo de Shor se convierta en una amenaza más inminente de lo que se pensaba para los algoritmos de criptografía de clave pública ECC y RSA. La respuesta técnica combinará certificados PQC híbridos y un archivado robusto.
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