Los ordenadores cuánticos pueden transformar las tareas intensivas en datos, pero también plantean una amenaza única para las técnicas de cifrado que protegen los datos en tránsito.
Los sistemas de moneda digital de banco central (CBDC) pretenden mejorar los pagos transfronterizos, lo que puede exponer datos clave de las transacciones a riesgos de ataques cuánticos.
Los bancos centrales deben incorporar la agilidad criptográfica en los sistemas de CBDC para defenderse de los ciberataques cuánticos dirigidos a la infraestructura de pagos.
La computación cuántica es una fuerza disruptiva que revolucionará las tareas intensivas en datos en todos los sectores. Sin embargo, plantea una amenaza única para la ciberseguridad, ya que podría utilizarse para romper los esquemas de cifrado de datos actuales.
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A medida que los agentes del sector modernizan los mercados financieros, es necesario hacer hincapié en la construcción de sistemas financieros resistentes a la computación cuántica en la era de las monedas digitales de banco central (CBDC).
La infraestructura crítica requiere salvaguardas críticas
Más del 98 % de los bancos centrales de la economía mundial están explorando las CBDC para mejorar la eficiencia de los pagos transfronterizos, aumentar la inclusión financiera y preservar el papel del dinero de banco central en la próxima generación de mercados financieros.
Paralelamente, el sector privado está desarrollando ordenadores cuánticos escalables que puedan funcionar a gran escala para generar un valor de 1,3 billones de dólares en 2025.
Los ordenadores cuánticos emplean bits cuánticos (qubits) que pueden existir en un estado multidimensional (es decir, pueden ser un 0, un 1 o cualquier parte de 0 y 1) para resolver problemas complejos, como la optimización de carteras financieras o el descubrimiento de nuevos fármacos, mejor que los superordenadores clásicos.
No obstante, los actores malintencionados también pueden utilizar esta nueva tecnología para romper algunos mecanismos de cifrado de clave pública de nuestros sistemas más críticos.
Los sistemas de CBDC se basan en mecanismos criptográficos para proteger los datos «en tránsito» que se transmiten, al igual que muchos sistemas, como los datos sensibles de clientes, transacciones y mercado. Así pues, las CBDC y otros sistemas de pago nacionales, como los sistemas RTGS, son vulnerables a la amenaza cuántica.
La naturaleza interconectada de estos sistemas con plataformas como los sistemas de liquidación y compensación subraya la importancia de mitigar los ataques para evitar el contagio financiero.
Existe un consenso creciente en que los sistemas de CBDC están en condiciones de modernizar los pagos transfronterizos, que pueden implicar determinadas actividades de intercambio de datos entre jurisdicciones e instituciones. Por ello, la tecnología de registro distribuido (DLT) se experimenta a menudo como infraestructura para los sistemas de CBDC, con ejemplos como mBridge, Icebreaker y Mariana.
Un actor malintencionado podría utilizar ordenadores cuánticos para interceptar las comunicaciones en red de un sistema de CBDC y suplantar a particulares para robar activos financieros. En términos generales, existen tres tipos de métodos de ataque cuántico:
Interceptación de red: Interceptar la información transmitida mediante comunicaciones en red e inalámbricas.
Suplantación de identidad: Suplantar a particulares en línea para eludir los controles de verificación y realizar acciones privilegiadas.
«Capturar ahora, descifrar después»: Interceptar y almacenar datos cifrados en tránsito para descifrarlos más adelante, cuando los ordenadores cuánticos sean viables, lo que, según los expertos, ocurrirá dentro de 10 a 15 años.
Las implicaciones de tales incidentes no deben subestimarse. Un estudio de 2021 del Instituto Hudson demostró que un ataque cuántico teórico contra el sistema bruto de liquidación en tiempo real (RTGS) de EE. UU. («Fedwire Funds Service») podría provocar una reducción del 10-17 % del PIB real tras el ataque, lo que podría desencadenar una recesión de seis meses y pérdidas indirectas de billones de dólares.
Incorporación de la agilidad criptográfica para proteger los sistemas de CBDC
Los ordenadores cuánticos se consideran una amenaza para los sistemas de CBDC porque pueden romper los estándares de cifrado en tránsito, como RSA y la criptografía de curva elíptica (ECC), que se utilizan de forma universal en los sistemas financieros.
Aunque todavía no son ampliamente viables, los expertos prevén que haya unos 5.000 ordenadores cuánticos operativos en 2030. Con la aparición de la computación cuántica, es cada vez más importante comprender cómo defender nuestra infraestructura crítica frente a tales ataques.
La agilidad criptográfica es una capacidad que permite orquestar y rotar con facilidad los algoritmos criptográficos en función de las amenazas en tiempo real y frustrar las técnicas de ataque en evolución.
Por ejemplo, los cifrados asimétricos actuales, como RSA y ECC, deben complementarse con candidatos del NIST algoritmos basados en retículos, como Module-Lattice-Based Encapsulation-Method (ML-KEM/Kyber), Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm (ML-DSA/Dilithium) o Stateless Hash-Based Digital Signature Algorithms (SLH-DSA/SPHINCS+).
Otros ejemplos de los mecanismos que se espera implementar este año son:
Mecanismo de encapsulación de claves (KEM): Un protocolo criptográfico diseñado para proteger las claves simétricas para su transmisión mediante algoritmos asimétricos, lo que puede salvaguardar en gran medida los protocolos de comunicación frente a ataques.
Algoritmo de firma digital (DSA): Un algoritmo de cifrado asimétrico que genera y verifica firmas electrónicas, asegurando así las identidades en cada sistema.
La implementación de KEM y DSA en las cuatro capas de los sistemas de CBDC (red, aplicación, flujo de datos y código) será fundamental para prevenir la interceptación de red, la suplantación de identidad y el «capturar ahora, descifrar después».
Por consiguiente, los bancos centrales y las instituciones financieras deberían adoptar estrategias resistentes a la computación cuántica al diseñar y construir sistemas de CBDC, entre ellas:
Realizar un análisis de riesgos de seguridad cuántica basado en la nueva amenaza y determinar las capacidades de contramedida.
Elaborar un catálogo de lista de materiales criptográficos (CBOM) que establezca un inventario de los mecanismos de cifrado pertinentes en un sistema para permitir actualizaciones periódicas.
Imponer medidas estrictas de ciberresiliencia a las entidades a las que se conceda acceso a los sistemas de CBDC, para proteger los puntos finales de la red, como los dispositivos móviles.
Encapsular el tráfico a nivel de red y de aplicación e incorporar el uso de determinadas bibliotecas en el ciclo de vida del desarrollo de software para promover aplicaciones seguras y ágiles.
Facilitar la redundancia de datos compartiendo el almacenamiento de datos entre varios centros de datos o nodos, si se basa en DLT, tomando precauciones para garantizar que la gestión de claves desplegada para ello sea segura frente a la computación cuántica.
Aunque potencialmente valiosa en otros aspectos, la DLT no aporta beneficios de agilidad criptográfica para defenderse de un ataque cuántico en comparación con los sistemas convencionales, ya que es necesario proteger las cuatro capas, no solo la capa de aplicación donde existen los contratos inteligentes.
No obstante, las pruebas emergentes indican que la DLT podría beneficiar enormemente a las CBOM para varias partes, ya que facilita un inventario de cifrados validado sin necesidad de confianza.
Continuación de la exploración de estrategias resistentes a la computación cuántica
Se están realizando esfuerzos internacionales para descubrir enfoques que protejan la próxima generación de sistemas de pago nacionales, incluidas las CBDC.
El Foro Económico Mundial ha constituido la Red de la Economía Cuántica, que recientemente elaboró directrices para el sector financiero sobre la orientación de los enfoques regulatorios mundiales, dado el papel clave de los reguladores para impulsar la acción del sector.
El Banco de Pagos Internacionales (BPI) ha publicado los resultados de la primera fase del Proyecto Leap, que avanza en la investigación sobre criptografía resistente a la computación cuántica para los sistemas financieros. Mientras tanto, Proyecto Tourbillon es otra iniciativa del BPI que explora la sustitución de los métodos de cifrado RSA por esquemas basados en retículos y resistentes a la computación cuántica en el contexto de las CBDC.
Un esfuerzo notable del sector privado es el Índice de Madurez en Seguridad Cuántica, impulsado por Accenture y otras empresas, para acelerar y mejorar la seguridad del mundo civilizado defendiéndose de esta amenaza de rápido crecimiento para la criptografía.
A medida que los bancos centrales avanzan con las CBDC, la agilidad criptográfica debe estar en el centro del enfoque para proteger la infraestructura financiera frente a los ciberataques cuánticos.
Sin ello, los sistemas de CBDC y la infraestructura crítica podrían quedar expuestos y provocar importantes daños económicos. La colaboración profunda entre el sector público y el privado para establecer la ciberresiliencia más allá de los muros de una organización será clave para disuadir con éxito la amenaza cuántica.
