PKI: ¿Qué es La Infraestructura de Claves Públicas?

¿Qué es PKI?

La PKI (por sus siglas en inglés, Public Key Infrastructure), traducida al español como Infraestructura de Clave Pública, es un conjunto integral de herramientas, procesos y sistemas diseñados para garantizar la seguridad y confiabilidad del ecosistema digital. Esta infraestructura es gestionada principalmente por las Autoridades de Certificación (CA), que desempeñan un papel esencial en la emisión, gestión y validación de certificados digitales.

Su función principal radica en habilitar la implementación del cifrado de clave pública, que asegura la confidencialidad, autenticidad e integridad de las comunicaciones en línea, y en la adopción de protocolos como SSL/TLS para proteger el intercambio de datos en aplicaciones web, correo electrónico, y más. De esta manera, la PKI se convierte en un pilar fundamental para establecer relaciones de confianza en el entorno digital, tanto entre usuarios como entre sistemas.

En el núcleo de los sistemas PKI se encuentran las claves criptográficas públicas y es lo más importante que posee. Estas claves tienen dos objetivos básicos:

¿Para qué se utiliza?

Los sistemas de PKI (Infraestructura de Clave Pública) son implementados cuando los métodos tradicionales de ciberseguridad, como las contraseñas, resultan insuficientes para proporcionar un nivel adecuado de protección y autenticación. Gracias a su capacidad para emplear claves públicas y privadas, la PKI se posiciona como una solución avanzada y confiable en escenarios donde la seguridad es crítica.

Estas infraestructuras son ampliamente utilizadas en sectores sensibles como la banca en línea, el comercio electrónico, y en la protección de correos electrónicos confidenciales, garantizando que los datos transmitidos sean seguros y libres de interceptaciones. Además, desempeñan un rol esencial en la emisión y gestión de certificados SSL/TLS, fundamentales para cifrar las conexiones web y establecer la confianza entre usuarios y servidores.

Otra aplicación clave de la PKI es en la creación y validación de firmas digitales en documentos electrónicos. Este proceso no solo asegura la autenticidad del remitente, sino que también garantiza la integridad del contenido, protegiendo los documentos contra alteraciones no autorizadas. Estas características hacen que la PKI sea indispensable en entornos donde la protección de datos, la confianza y la identidad digital son prioritarias.

¿Por qué es importante?

La PKI es de vital importancia porque permite un canal de comunicación confiable entre el receptor y el usuario en línea, esto incluye correspondencia electrónica, transacciones bancarias, la comunicación entre distintos dispositivos como softwares, computadoras y telefonía móvil, entre otros.

Todo mediante la autenticación y encriptación.

¿Cómo funciona PKI?

Para comprender el funcionamiento de la Infraestructura de Clave Pública (PKI), es esencial conocer dos elementos fundamentales: los certificados digitales y las claves de cifrado. Ambos trabajan en conjunto para garantizar la seguridad, autenticidad e integridad de las comunicaciones en entornos digitales.

• Certificados digitales: Su propósito principal es autenticar las identidades tanto del remitente como del receptor en una comunicación. Actúan como un "pasaporte digital" que verifica que las partes involucradas sean quienes afirman ser. Estos certificados son emitidos por una Autoridad de Certificación (CA) confiable, lo que añade un nivel adicional de confianza al ecosistema.
• Claves de cifrado: Se encargan de proteger la información que se transfiere entre las partes mediante el uso de técnicas de cifrado. Estas claves incluyen:
• Una clave pública, accesible para cualquiera que necesite cifrar un mensaje dirigido al propietario.
• Una clave privada, que permanece secreta y es utilizada por el receptor para descifrar la información.

El funcionamiento homogéneo y eficiente de los sistemas PKI depende de la interacción coordinada entre estos elementos. Por un lado, los certificados digitales aseguran que las claves de cifrado sean confiables y estén asociadas a una identidad legítima. Por otro lado, las claves permiten que los datos se transmitan de manera segura, protegiéndolos de interceptaciones no autorizadas.

En las siguientes secciones, exploraremos en detalle cómo estos componentes operan de manera integrada dentro de la PKI, formando una estructura robusta que sustenta la seguridad y confianza en el ecosistema digital.

¿Cómo funciona TLS?

En principio, para que un sitio web o una aplicación web utilice TLS (Transport Layer Security), debe tener un certificado instalado en su servidor. Un certificado TLS se conoce más comúnmente como certificado SSL, a partir del cual evolucionó. Este certificado contiene información vital sobre quién es el propietario del dominio, junto con la clave pública del servidor, que luego se utilizan para validar y autenticar la identidad y la propiedad del servidor.

Una conexión TLS comienza con lo que se conoce como un protocolo de enlace TLS. Durante el protocolo de enlace TLS, el dispositivo del usuario y el sitio web con el que se está comunicando realizan las siguientes operaciones:

Claves de cifrado

En primer lugar, siempre habrá dos tipos de claves indispensables tanto para el remitente como para el receptor para asegurar una comunicación eficiente: una clave de cifrado pública y una clave de cifrado privada.

La clave pública, tal como su nombre lo indica, siempre estará disponible para todo aquel que la solicite y cifrará la comunicación mediante el uso de un encriptado matemático muy difícil de descifrar utilizando la fuerza bruta.

En cambio, la clave privada mantiene, tal y como su nombre lo indica, en privado la identidad del receptor y descifra la comunicación entrante. La clave complementaria necesaria para descifrar dicha información solo estará en las manos del dueño del sitio web, por lo que se garantiza que ningún tercero pueda tener acceso a su contenido.

A pesar de este notable nivel de seguridad queda latente una incógnita perturbadora ¿de qué manera se puede asegurar que la comunicación que se ha recibido efectivamente proviene del remitente verdadero? 

Es aquí donde los certificados PKI se vuelven útiles, mediante un proceso que se describe a continuación.

Certificados PKI

Los certificados PKI vienen siendo como unos pasaportes digitales que se asignan tanto al remitente, al receptor y a la Autoridad Certificadora. Dichos pasaportes poseen una extensa cantidad de datos, pero el más importante es el cifrado de clave pública utilizado para encriptar cualquier comunicación que se esté recibiendo, y tanto la información e identidad del remitente como la del receptor, se verifican mediante la validación de un tercer elemento de total confianza entre las partes: la Autoridad Certificadora.

¿Qué tipos de tecnología debe implementar mi organización?

En el mercado existe una gran variedad de tecnologías PKI, pero nos vamos a centrar únicamente en los dos casos más usuales: los certificados SSL y el correo electrónico seguro. Estas soluciones son comúnmente implementadas entre las entidades bancarias, las compañías de comercio electrónico y las grandes organizaciones empresariales, los cuales son el grueso de la clientela de CertSuperior.

PKI y Certificados SSL

Los certificados emitidos por empresas de gran credibilidad y reputación intachable como DigiCert y Sectigo, tienen como finalidad la autenticación y protección de la comunicación entre los servidores y navegadores, ya sea en una red o en el ecosistema web.

Gracias a estos certificados, los usuarios o clientes potenciales pueden tener la total seguridad de que tanto la autenticidad del sitio web como la información que está recibiendo es absolutamente confiable y segura y sobre todo si se consideran las ventajas del protocolo de navegación  https.

PKI y correo electrónico seguro

Además de la certificación SSL, mantener el correo electrónico de forma segura es el segundo caso más usual de las PKI.

En resumen:

Con este artículo aprendiste los detalles más importantes sobre qué es la Infraestructura de Claves Públicas, destacando: