La computación cuántica se está convirtiendo en una amenaza cada vez más pertinente para la seguridad de internet. Algunos predicen que los ordenadores cuánticos de gran escala podrían llegar tan pronto como en 2030, poniendo en riesgo la criptografía que sustenta la banca mundial, la mensajería y la ciberseguridad. Las firmas digitales utilizan algoritmos matemáticos para confirmar el origen de un pago, mensaje o actualización de software.

Sin estas garantías, los sistemas que impulsan la conectividad y las finanzas globales dejarían de funcionar. Aunque esta amenaza solo ha entrado recientemente en la conciencia pública general, la industria tecnológica lleva mucho más tiempo anticipándose a ella.

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST) lleva casi una década organizando concursos abiertos para desarrollar sustitutos poscuánticos de los estándares criptográficos actuales. Uno de ellos sigue en curso. En mayo de este año, una lista de nueve algoritmos de firma digital pasó a una tercera ronda de evaluación, en la que presentaron sus cambios finales de diseño el 14 de agosto.

Claude Mythos descifró HAWK, un destacado candidato poscuántico

La importancia crítica de este trabajo quedó aún más patente el 28 de julio, cuando Anthropic publicó dos artículos en los que afirmaba que Claude Mythos Preview —un modelo no público disponible para investigadores de seguridad a través de Project Glasswing— había identificado nuevos vectores de ataque en uno de los algoritmos criptográficos presentados al concurso.

La empresa presentó esto como un salto en las capacidades de ciberseguridad de su modelo insignia, que hasta ahora solo había podido identificar errores cometidos por programadores al implementar algoritmos en su código. Esto se diferencia de su anuncio más reciente, en el que afirma que Claude "es capaz de encontrar fallos matemáticos en los propios algoritmos".

Uno de los modelos afectados era HAWK. Este esquema experimental de firma es el único de los candidatos restantes del NIST basado en retículas, una rama de la geometría que implica cuadrículas de puntos en cientos de dimensiones. Esto lo convierte en uno de los ejemplos más eficientes en cuanto a memoria, con firmas que ocupan tan solo 555 bytes usando sus niveles de seguridad más bajos.

Sin embargo, según un trabajo académico publicado el año pasado, este tipo de esquema es propenso a vulnerabilidades basadas en simetrías ocultas en su retícula, lo que reduciría aproximadamente a la mitad el problema de recuperar la clave. Esta era una preocupación puramente hipotética, hasta que Claude Mythos Preview descubrió precisamente una simetría de ese tipo en HAWK-256.

Esta configuración del estándar criptográfico HAWK fue publicada por sus desarrolladores con el fin de someterla a pruebas de resistencia públicas. Al hacer que su modelo identificara esta vulnerabilidad, Anthropic redujo el número de operaciones necesarias para robar una clave secreta de 18 × 10^18 a 275.000 millones.

El coste de descifrar inicialmente la clave secreta de HAWK-256 fue considerable. El experimento de Anthropic supuso un coste computacional de aproximadamente 100.000 dólares y tardó unas 60 horas. Sin embargo, ahora que ha identificado la viabilidad del método, las operaciones de recuperación posteriores tardarán menos de cuatro horas en un servidor de 96 núcleos.

HAWK se retira, pero AES permanece intacto

Es importante reiterar que HAWK-256 es una configuración deliberadamente más débil que las presentadas al NIST. HAWK-512 y HAWK-1024 también ven reducida su estimación del coste de ataque, pero su margen de seguridad restante todavía los sitúa muy por encima de las capacidades actuales de cualquier atacante. Aun así, devolverlos a su margen de seguridad original supondría duplicar el tamaño de las claves y sacrificar así su ventaja en compacidad.

Como resultado, los desarrolladores de HAWK lo han retirado de la evaluación. Sophie Schmieg, investigadora de computación poscuántica en Google, declaró posteriormente que «Básicamente, con este artículo, HAWK está muerto».

Al mismo tiempo que anunció sus hallazgos sobre HAWK, Anthropic reveló que había identificado vulnerabilidades en un segundo estándar criptográfico: AES, el cifrado vigente que protege actualmente la mayor parte del tráfico cifrado. Anthropic afirma haber acelerado entre 200 y 800 veces el mejor ataque anterior, aunque con varios factores atenuantes.

El primero es que su ataque se dirigió a una versión de investigación reducida de siete rondas, en lugar del cifrado completo de diez rondas. También asumía que un atacante podría obtener aproximadamente 4 × 10^29 mensajes elegidos especialmente y cifrados con la misma clave. Debido a esta aparente inviabilidad, Anthropic no ejecutó el ataque completo; en su lugar, verificó computacionalmente solo partes de este y extrapoló el resultado final.

Como resultado, este segundo hallazgo es materialmente menos significativo que el primero, que dejó fuera de servicio a un candidato de firma poscuántica que hasta entonces parecía prometedor.