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Gestión de claves
¿Qué es la gestión de claves?
Publicado: 6 de septiembre de 2024
Colaboradores: Annie Badman, Matthew Kosinski
La gestión de claves, o gestión de claves de cifrado, es el proceso de generación, intercambio, almacenamiento y gestión de claves criptográficas para garantizar la seguridad de los datos cifrados. Es crucial para un cifrado de datos eficaz, ya que una mala gestión de claves puede provocar accesos no autorizados, pérdida de datos y filtraciones de datos.
El cifrado protege los datos confidenciales convirtiendo texto simple legible en texto cifrado ilegible. Las claves de cifrado son la piedra angular de la seguridad de los datos dentro del proceso de cifrado. Cualquiera que posea las claves puede usarlas para convertir los datos cifrados a su forma original de texto simple.
Si las claves de cifrado son robadas o mal manejadas, los usuarios no autorizados pueden emplearlas para acceder a datos sensibles. Si se pierden las claves, incluso los usuarios autorizados pueden perder permanentemente el acceso a sus datos.
El resultado es que el cifrado es tan seguro como sus claves criptográficas.
La gestión de claves ayuda a las organizaciones a mantener seguras las claves de cifrado durante todo su ciclo de vida, protegiendo la integridad de los datos y minimizando el riesgo de acceso no autorizado y filtraciones de datos. Este ciclo de vida de la clave de cifrado incluye la generación, el almacenamiento, la distribución, el uso, la rotación y la eventual destrucción o revocación de claves.
Un sistema de gestión de claves puede ayudar a automatizar y aplicar políticas clave, haciendo que el proceso sea aún más eficiente y reduciendo los errores. Puede ayudar a las organizaciones a fortalecer la seguridad de los datos, evitar el acceso no autorizado y cumplir con los estándares regulatorios.
Hoy en día, las organizaciones priorizan cada vez más el cifrado y la gestión de claves para fortalecer su ciberseguridad. Según el Informe del costo de una filtración de datos , las organizaciones que emplean el cifrado pueden reducir el impacto financiero de una filtración de datos en más de 220,000 dólares.
Conozca las causas y efectos comunes de las filtraciones, cómo se identifican y cómo las organizaciones pueden prevenir y mitigar las ciberamenazas responsables.
Los datos son uno de los activos más valiosos para cualquier organización. A medida que aumenta el volumen de datos confidenciales, también aumenta la necesidad de protegerlos contra el acceso no autorizado. Según el Informe del costo de una filtración de datos , el costo promedio global de una filtración de datos es de 4.88 millones de dólares—un aumento del 10% respecto del año anterior y el total más alto jamás registrado.
Para muchas organizaciones, el cifrado es una de las medidas más eficaces para proteger los datos confidenciales. Aplica los principios de la criptografía para transformar datos legibles en texto cifrado mediante el uso de algoritmos criptográficos, haciéndolos inaccesibles para usuarios no autorizados.
La eficacia del cifrado depende no solo de algoritmos estables, como el Estándar de cifrado avanzado (AES), sino también de la gestión segura de las claves de cifrado que bloquean y desbloquean los datos.
Este proceso no siempre es tan fácil como podría parecer. Las organizaciones a menudo deben gestionar miles de claves de cifrado en diferentes sistemas y entornos, cada uno en diversas etapas de su ciclo de vida.
Es posible que las claves de cifrado puedan compartirse de forma segura entre departamentos o con socios externos. Esta complejidad puede dificultar la tarea de garantizar la seguridad, el seguimiento y el mantenimiento de todas las claves a lo largo de su ciclo de vida.
La gestión de claves facilita este proceso al centralizar el control de claves, automatizar los procesos del ciclo de vida clave y proporcionar capacidades estables de monitoreo y auditoría. Ayuda a las organizaciones a garantizar que las claves de cifrado se gestionen constantemente de acuerdo con las mejores prácticas y reduce el riesgo de pérdida o uso indebido de claves.
Sin una gestión de claves adecuada, las organizaciones pueden correr el riesgo de anular de manera efectiva los beneficios del cifrado, lo que podría resultar en acceso no autorizado, filtraciones de datos y pérdida de datos.
Por ejemplo, Microsoft reveló recientemente que un grupo de hackeo respaldado por China robó una clave de firma criptográfica crítica de sus sistemas.1 Esta clave permitió a los actores de amenazas generar tokens de autenticación legítimos y acceder a sistemas de correo electrónico de Outlook basados en la nube para 25 organizaciones, incluyendo múltiples agencias gubernamentales de Estados Unidos.
Además, a medida que surgen nuevas tecnologías, la importancia de una administración de claves sólida continúa creciendo. Por ejemplo, el advenimiento de la computación quantum plantea una amenaza significativa para los algoritmos de cifrado actuales, lo que incita a organizaciones y expertos a invertir en técnicas criptográficas resistentes cuánticas y sistemas de administración de claves.
Mantenerse a la vanguardia de estos desarrollos e invertir en soluciones y sistemas avanzados de gestión de claves puede ayudar a las organizaciones a garantizar que sus prácticas de cifrado sigan siendo eficaces y a prueba de futuro.
Visualización de la gestión de claves
Para comprender el papel de la gestión de claves, considere el paralelo de una caja fuerte y el código necesario para abrirla.
Al igual que una caja fuerte protege objetos valiosos, el cifrado protege datos confidenciales. Si el código de la caja fuerte cae en manos equivocadas, personas no autorizadas pueden abrirla y robar su contenido. Del mismo modo, si el código se pierde u olvida, la seguridad—y los objetos valiosos que hay en su interior—podrían ser inaccesibles para siempre.
En esta analogía, la caja fuerte representa los datos cifrados, el código representa la clave de cifrado y mantener el código seguro representa la administración de claves.
En el cifrado de datos, existen diferentes tipos de claves de cifrado, cada una asociada con los dos métodos de cifrado principales.
El cifrado simétrico emplea una única clave para cifrar y descifrar datos. La seguridad de esta clave simétrica es crucial porque si se ve comprometida, todos los datos cifrados están en riesgo. La gestión de claves para el cifrado simétrico se centra en generar, almacenar y distribuir la clave de forma segura, garantizando que solo sea accesible para usuarios autorizados.
El cifrado asimétrico emplea un par de claves: una clave pública para el cifrado y una clave privada para el descifrado. La clave pública se puede compartir abiertamente, mientras que la clave privada debe permanecer confidencial. Este método permite algunas de las operaciones criptográficas más seguras, incluyendo la infraestructura de clave pública (PKI), que admite funciones como la autenticación, las firmas digitales y el intercambio seguro de claves.
En el cifrado asimétrico, la gestión de claves implica generar claves de forma segura, gestionar su almacenamiento, controlar el acceso y rotar de manera regular las claves para evitar filtraciones.
Para ambos métodos de cifrado, la gestión adecuada de claves es esencial para proteger los datos y mantener la integridad de los sistemas de cifrado.
La gestión de claves de cifrado consta de varias etapas, cada una de ellas crítica para la seguridad y la eficacia de los sistemas de cifrado. Estas etapas forman el ciclo de vida de la gestión de claves, que cubre todo el recorrido de una clave criptográfica desde su creación hasta su eventual destrucción.
- Generación de claves
- Distribución de claves
- Almacenamiento de claves
- Uso de claves
- Rotación de claves
- Revocación y destrucción de claves
La gestión del ciclo de vida ayuda a garantizar que las claves se manejen de forma segura en cada etapa, con controles específicos para evitar el acceso no autorizado y las filtraciones de datos.
1. Generación de claves
La generación de claves implica el uso de un algoritmo seguro para crear una clave criptográfica, que es esencialmente una cadena de bits o números aleatorios o pseudoaleatorios. Garantizar que las claves sean aleatorias e impredecibles ayuda a mitigar las debilidades que pueden comprometer todo el proceso de cifrado.
Los módulos de seguridad de hardware (HSMs) y los sistemas de gestión de claves (KMS) pueden ayudar a generar claves en un entorno seguro. (Para obtener más información, consulte "Soluciones y tecnologías comunes de gestión de claves").
2. Distribución de claves
Una vez generadas las claves de cifrado, se distribuyen a las entidades necesarias. Por ejemplo, una clave simétrica podría crearse empleando un generador seguro de números aleatorios y luego distribuirse de forma segura a través de un protocolo de intercambio de claves o un canal previamente compartido.
La distribución de claves es especialmente desafiante en el caso de las claves simétricas ya que deben permanecer siempre secretas.
Por otro lado, los sistemas de claves asimétricas pueden mitigar los desafíos de seguridad mediante la distribución abierta de claves públicas y la seguridad de las claves privadas. Los métodos de distribución seguros también pueden ayudar a garantizar la transmisión segura de claves, incluyendo el uso del protocolo de la capa de seguridad del transporte (TLS).
3. Almacenamiento de claves
Una vez que los usuarios disponen de claves de cifrado, su almacenamiento seguro es esencial para protegerlas de accesos no autorizados. Los HSMs son una opción habitual para el almacenamiento de claves porque proporcionan un entorno a prueba de manipulaciones y suelen cumplir estrictas normas de seguridad, como la FIPS 140-2 (Federal Information Processing Standard), que especifica los requisitos de seguridad de los módulos criptográficos.
Almacenar claves en software podría ser más conveniente, pero también puede conllevar un mayor riesgo de seguridad que las soluciones de almacenamiento basadas en hardware, como los HSMs.
4. Uso de claves
Las claves pueden realizar diversas operaciones criptográficas, como cifrar datos, firmar documentos o autenticar usuarios. Usarlos estrictamente para su propósito designado ayuda a mitigar los riesgos de seguridad. Los controles de acceso, tales como el control de acceso basado en roles (RBAC) y la autenticación multifactor (MFA), pueden ayudar a garantizar que solo las personas o sistemas autorizados tengan acceso a estas claves, asegurando aún más su uso.
5. Rotación de claves
La rotación de claves implica reemplazar periódicamente las claves antiguas por otras nuevas. La rotación regular de claves ayuda a reducir el riesgo de que las claves se vean comprometidas y a limitar los posibles daños si una clave queda expuesta. Los sistemas de gestión de claves suelen contar con rotación automatizada de claves para mayor coherencia y seguridad.
6. Revocación y destrucción de claves
Cuando las claves de cifrado ya no son necesarias o se sospecha que están en peligro, su revocación impide seguir empleándolas. Destruirlos de forma segura también ayuda a eliminar cualquier posibilidad de que usuarios no autorizados los recuperen y hagan un uso indebido de ellos.
A medida que el cifrado se vuelve indispensable para la ciberseguridad, la gestión de claves se vuelve cada vez más importante en todas las industrias.
Algunos de los casos de uso más comunes para la administración de claves incluyen:
- Gestión de claves en la nube
- Protección de datos en DevOps
- Seguridad de IoT
- Cumplimiento de las normas reglamentarias
La gestión de claves en voz alta implica la gestión de claves de cifrado en entornos de nube donde los datos, incluidos los datos en reposo, a menudo se distribuyen en múltiples ubicaciones y se accede a ellos mediante diversos servicios, tales como las bases de datos SQL y aplicaciones de software como servicio (SaaS).
Los proveedores de servicios en la nube suelen ofrecer servicios de gestión de claves (KMS) para ayudar a las organizaciones a gestionar de forma segura sus claves de cifrado en la nube.
Muchas ofertas de KMS también ofrecen "traiga su propia clave" o "BYOK." Esta opción flexible permite a las empresas mantener el control sobre sus claves incluso cuando emplean servicios en la nube de terceros.
BYOK puede mejorar la seguridad de los datos al garantizar que las claves de cifrado se administren de acuerdo con las políticas de seguridad específicas de la organización y estén alineadas con los estándares de la industria como las directrices NIST y FIPS 140-2, independientemente del proveedor de la nube.
En DevOps, las aplicaciones se desarrollan, prueban y despliegan continuamente, a menudo a un ritmo rápido. Este rápido ciclo de desarrollo puede introducir vulnerabilidades de seguridad y plantear desafíos para la protección de datos.
Las herramientas de gestión de secretos son soluciones de software especializadas diseñadas para mitigar estos riesgos. Almacenan, gestionan y controlan de forma segura el acceso a datos confidenciales, como contraseñas de bases de datos, claves API, tokens y otras credenciales.
Estas herramientas a menudo se integran con sistemas de gestión de claves para automatizar el manejo de secretos, cerciorándose de que los datos confidenciales estén encriptados y protegidos con estrictos controles de acceso.
El Internet de las cosas (IoT) presenta desafíos de gestión de claves debido a la gran cantidad de dispositivos y su potencia informática limitada.
Considere los dispositivos IoT en un hogar inteligente, tales como termostatos y cámaras de seguridad. Estos dispositivos intercambian datos con frecuencia con otros dispositivos y hubs centrales, a menudo almacenando información confidencial. Si estos dispositivos no generan, almacenan y emplean claves criptográficas de forma segura, pueden volverse vulnerables a los ataques.
La gestión eficaz de claves ayuda a garantizar que los dispositivos IoT puedan autenticar, establecer conexiones seguras y proteger los datos que recopilan.
Los estándares regulatorios como el Reglamento General de Protección de Datos (GDPR) y el Estándar de Seguridad de Datos de la Industria de Tarjetas de Pago (PCI DSS) aplican reglas estrictas sobre protección de datos, con severas sanciones por incumplimiento.
Por ejemplo, las infracciones del GDPR pueden dar lugar a multas de hasta 20 millones de euros o el 4% de los ingresos anuales globales de una empresa, lo que sea mayor.
La gestión de claves a menudo desempeña un papel importante en muchos de los estándares que ayudan a las organizaciones a cumplir con estas regulaciones, incluyendo los estándares NIST de gran prestigio.
Soluciones y tecnologías comunes de gestión de claves
Varias soluciones y tecnologías son parte integral de la implementación de una gestión de claves eficaz. Estas incluyen:
- Módulos de seguridad de hardware (HSMs)
- Servicios de gestión de claves (KMS)
- Gestión de claves de código abierto
- Protocolo de interoperabilidad de gestión de claves (KMIP)
Algunas soluciones, tales como un servicio de administración de claves (KMS) y herramientas de administración de claves de código abierto, ofrecen opciones flexibles y personalizables. Otras son tecnologías especializadas, tales como módulos de seguridad de hardware (HSMs), o protocolos, tales como el Key Management Interoperability Protocol (KMIP).
Si bien sus capacidades varían, las soluciones de administración de claves de cifrado a menudo incluyen características como:
- Una consola de gestión centralizada para el cifrado y las políticas y configuraciones de claves de cifrado.
- Cifrado a nivel de archivos, bases de datos y aplicaciones para datos on-premises y en la nube.
- Controles de acceso basado en roles y grupos, y registros de auditoría para ayudar a abordar el cumplimiento de normas.
- Procesos automatizados del ciclo de vida de las claves.
- Integración con las últimas tecnologías, tales como inteligencia artificial (IA), para mejorar la gestión de claves mediante el uso de analytics y automatización.
1. Módulos de seguridad de hardware (HSMs)
Los HSMs son dispositivos especializados que proporcionan gestión segura de claves y operaciones criptográficas. Estos dispositivos generan, almacenan y gestionan claves criptográficas en un entorno a prueba de manipulaciones, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta seguridad, como transacciones financieras, firmas digitales y gestión de infraestructura de clave pública (PKI).
Los servicios de CloudHSM pueden extender estas capacidades a la nube, ofreciendo el mismo nivel de seguridad para entornos basados en la nube. Las organizaciones que necesitan cumplir requisitos de cumplimiento estrictos, como PCI DSS o GDPR, pueden elegir HSM, sabiendo que las claves nunca abandonan el entorno seguro.
2. Servicios de gestión de claves (KMS)
Los servicios de gestión de claves son soluciones basadas en la nube ofrecidas por proveedores externos. Estos servicios gestionan el ciclo de vida de las claves criptográficas, incluyendo generación, almacenamiento, rotación y destrucción. Funciones como BYOK permiten a las organizaciones mantener el control sobre sus claves de cifrado incluso cuando emplean servicios en la nube de terceros.
Los servicios de gestión de claves suelen ser ideales para las empresas que desean escalar dinámicamente sus necesidades de gestión de claves sin invertir mucho en infraestructura on-premises. Pueden ofrecer facilidad de uso, escalabilidad e integración con varios servicios en la nube.
3. Gestión de claves de código abierto
Las soluciones de gestión de claves de código abierto pueden proporcionar opciones de gestión de claves flexibles y transparentes. Estas soluciones permiten a las organizaciones personalizar sus prácticas de gestión de claves e integrarlas con su infraestructura existente, ya sea on-premises o en la nube.
Las herramientas de código abierto pueden beneficiar a las organizaciones que requieren una gran flexibilidad, desean evitar la dependencia de proveedores o deben garantizar prácticas de seguridad transparentes.
4. Protocolo de interoperabilidad de gestión de claves (KMIP)
KMIP no es una solución de gestión de claves, sino un protocolo estandarizado diseñado para facilitar la interoperabilidad de los sistemas de gestión de claves en diferentes plataformas y proveedores.
Básicamente, KMIP proporciona un lenguaje común para que varios sistemas de gestión de claves se comuniquen y funcionen juntos perfectamente.
La adopción de KMIP ayuda a las organizaciones a garantizar que sus prácticas de gestión de claves sean coherentes y seguras, incluso en entornos multinube o de nube híbrida .
Esta normalización simplifica la gestión de claves y favorece una postura de seguridad coherente. Es crucial para las organizaciones que emplean varias soluciones de gestión de claves, trabajan con datos en sistemas dispares o necesitan cambiar de proveedor.
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Notas de pie de página
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1 La comedia de errores que permitió a los hackers apoyados por China robar la clave de firma de Microsoft, Wired, 6 de septiembre de 2023.
