Resumen: La criptografía basada en retículos se ha consolidado como una de las principales alternativas para la era postcuántica gracias a su solidez teórica y a su eficiencia computacional. Evaluar con rigor la seguridad de esquemas concretos sigue siendo un reto clave. Presentamos una metodología novedosa llamada Flujos de Pruebas Adversariales Aleatorizados RATS para cuantificar la resistencia de primitivas basadas en MLWE frente a ataques algebraicos avanzados. RATS combina generación dinámica de vectores adversariales con un análisis adaptativo de fallos de descifrado para ofrecer una evaluación más comprensiva que los benchmark estáticos tradicionales.

Introducción: La llegada potencial de la computación cuántica obliga a migrar hacia primitives postcuánticas. Los esquemas basados en retículos, y en particular Module Learning With Errors MLWE, son candidatos líderes. Sin embargo, la cuantificación precisa de su seguridad ante técnicas de reducción de retículos y ataques algebraicos sigue siendo compleja. RATS aborda esta necesidad mediante un marco dinámico que ajusta sus pruebas en función de la respuesta del sistema objetivo.

Metodología RATS: RATS se compone de tres módulos principales: Generador de Vectores Adversariales AVG que produce vectores aleatorios controlados por procesos estocásticos tipo caminata Bernoulli; Analizador de Fallos de Descifrado DFA que monitoriza intentos de descifrado y mide la tasa de errores; y Ajuste de Parámetros Adaptativo APT que modifica parámetros críticos como la dimensión del retículo o la distribución del error en un bucle de realimentación hasta agotar los recursos definidos. Esta combinación permite explorar selectivamente regiones del espacio de parámetros con mayor probabilidad de revelar debilidades.

Formalización matemática simplificada: Sea mu y s la media y desviación típica de la distribución de error, n la dimensión del retículo y q el módulo. Los parámetros a y b controlan la exploración del AVG mediante caminatas Bernoulli. La tasa de éxito de descifrado R se define como 1 menos la probabilidad de fallo Pfail. Pfail se evalúa mediante modelos estadísticos que combinan la probabilidad de que un punto intermedio sea vulnerable con la densidad gaussiana asociada a la perturbación introducida por el vector adversarial. En implementaciones reales estas expresiones requieren integrales y modelos derivados de la teoría de reducción de retículos y de la distribución del ruido.

Implementación experimental: Probamos RATS sobre una instancia MLWE estandarizada con dimensiones n igual a 512, 1024 y 2048 y distribuciones de error gaussianas con desviaciones típicas variadas. Para cada configuración el AVG generó un millón de vectores adversariales y el DFA registró las tasas de fallo, guiando así las modificaciones del APT. Los experimentos mostraron una correlación clara entre dimensión del retículo, desviación del error y probabilidad de éxito de los ataques.

Resultados resumidos: A mayor dimensión del retículo y mayor ajuste de la distribución del error, menor fue la tasa de fallos detectada por RATS y mayor la estimación de seguridad temporal. Estos resultados permiten orientar la selección de parámetros para equilibrar seguridad y coste computacional en implementaciones reales.

Discusión y limitaciones: RATS aporta una evaluación más dinámica y sensible que los métodos estáticos. No obstante, la generación verdaderamente aleatoria en un marco matemático exige compromisos; los modelos probabilísticos necesitan estructura para ser evaluables y reproducibles. Además, la carga computacional de generar y analizar millones de vectores adversariales es elevada. La validez práctica depende de la fidelidad de las simulaciones de ataque y de la calidad de los modelos de reducción de retículos empleados.

Futuras líneas de trabajo: Integrar simulaciones más sofisticadas de ataques algebraicos y de reducción de retículos, optimizar algoritmos de generación de vectores para reducir coste computacional y extender RATS a otras primitivas postcuánticas. También es crucial automatizar la síntesis de parámetros y combinar RATS con análisis estático y formal para lograr una evaluación holística.

Aplicación práctica y relevancia para empresas: En Q2BSTUDIO somos una empresa de desarrollo de software y aplicaciones a medida especializada en soluciones de inteligencia artificial y ciberseguridad. Ofrecemos servicios integrales que incluyen software a medida, desarrollo de aplicaciones a medida y consultoría en seguridad aplicada a tecnologías postcuánticas. Nuestro enfoque combina I D y buenas prácticas operativas para integrar evaluaciones como RATS dentro de ciclos de mantenimiento y auditoría de sistemas criptográficos empresariales.

Servicios complementarios: Además de ciberseguridad y pentesting, proporcionamos servicios cloud aws y azure para desplegar infraestructuras seguras y escalables y servicios inteligencia de negocio con Power BI para transformar datos en decisiones estratégicas. Para soluciones basadas en IA y agentes IA visiten nuestra página de inteligencia artificial mediante este enlace soluciones de inteligencia artificial y para estrategias de protección y pruebas de intrusión encuentren más información en nuestra área de ciberseguridad servicios de ciberseguridad y pentesting.

Verificación y reproducibilidad: RATS se valida comparando sus salidas con benchmarks establecidos y usando conjuntos de parámetros estandarizados. La reproducibilidad exige documentar detalladamente las semillas pseudoaleatorias, las implementaciones del AVG y DFA y las versiones de librerías de reducción de retículos empleadas.

Conclusión: Flujos de Pruebas Adversariales Aleatorizados RATS mejora la capacidad de cuantificar la seguridad de esquemas MLWE mediante una evaluación adaptativa y orientada a descubrir debilidades prácticas. Integrado con servicios profesionales y herramientas de inteligencia artificial y cloud, este enfoque puede formar parte de una estrategia más amplia para proteger datos frente a amenazas actuales y emergentes.

Sobre Q2BSTUDIO: Somos especialistas en desarrollo de software a medida y aplicaciones a medida, con experiencia en inteligencia artificial, ia para empresas, agentes IA, ciberseguridad, servicios cloud aws y azure, servicios inteligencia de negocio y Power BI. Ofrecemos soluciones llave en mano y consultoría para adaptar la seguridad criptográfica a las necesidades de cada organización, con soporte para auditorías, pruebas de penetración y despliegues seguros en la nube.

Palabras clave: aplicaciones a medida, software a medida, inteligencia artificial, ciberseguridad, servicios cloud aws y azure, servicios inteligencia de negocio, ia para empresas, agentes IA, power bi.