Marcos de seguridad poscuántica para sistemas de la internet de las cosas: una revisión narrativa estratificada de arquitecturas, protocolos, confianza y desafíos emergentes
DOI:
https://doi.org/10.26439/interfases2026.n023.8810Palabras clave:
criptografía poscuántica, internet de las cosas, criptografía basada en retículas, ataques de canal lateral, privacidadResumen
La computación cuántica representa una amenaza para la criptografía asimétrica clásica, que sustenta la confidencialidad, autenticación e intercambio de claves en las infraestructuras digitales modernas. Si bien la criptografía poscuántica (PQC) ofrece mecanismos resistentes a adversarios cuánticos, su despliegue en sistemas IoT se ve dificultado por recursos limitados —cómputo, memoria, energía, latencia y ancho de banda— y la heterogeneidad de dispositivos. Este artículo presenta una revisión narrativa de enfoques PQC para IoT, organizando treinta estudios revisados por pares (2022-2026) en cuatro capas (dispositivo, comunicación, confianza distribuida y aplicación) y dos dimensiones transversales (privacidad y resistencia a ataques de canal lateral). El análisis revela una predominancia de esquemas basados en retículos, estrategias híbridas e integraciones con blockchain, pruebas de conocimiento cero, aprendizaje federado, cifrado homomórfico, IA y arquitecturas Zero Trust. Las brechas abiertas más relevantes incluyen la evaluación de canales laterales, rutas de migración, costos de despliegue y validación en entornos reales —aspectos críticos dado el largo ciclo de vida de los dispositivos IoT y la amenaza activa de ataques harvest now, decrypt later.
Descargas
Referencias
Ahmad, A., Jagatheswari, S., & Praveen, R. (2026). Quantum-secure lightweight fuzzy extractor based user authentication scheme for Internet of Medical Things. Soft Computing, 30, 787-808.
Alatawi, M. N. (2025). EdgeGuard-IoT: 6G-enabled edge intelligence for secure federated learning and adaptive anomaly detection in Industry 5.0. Computers, Materials & Continua, 85(1), 695-727.
Al-Doori, M. J., & Al-Gailani, M. F. (2023). Securing IoT networks with NTRU cryptosystem: A practical approach on ARM-based devices for edge and fog layer integration. International Journal of Intelligent Engineering & Systems, 16(5), 462-472.
Aleisa, M. A. (2025). Blockchain-enabled zero trust architecture for privacy-preserving cybersecurity in IoT environments. IEEE Access, 13, 18660-18676.
Al-Mekhlafi, Z. G., Altmemi, J. M. H., Al-Shareeda, M. A., Al-Al-Hchaimi, A. A. J., Gaber, T., Homod, R. Z., Mohammed, B. A., Alshammari, G., Al-Dhlan, K. A., Alrashdi, R., & Alkhabra, Y. A. (2026). A post-quantum secure solution for SECS/GEM communications in Industrial Internet of Things (IIoT) application. IEEE Open Journal of the Communications Society, 7, 670-684. https://doi.org/10.1109/OJCOMS.2026.3654010
Aneesh Kumar, K. B., Mohith, L. S., Jain, K., Krishnan, P., Venkatachalam, N., & Buyya, R. (2025). Post-quantum cryptography-based multimedia encryption communication scheme in IoT consumer electronics. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 71(2), 4995-5006. https://doi.org/10.1109/TCE.2025.3572949
Castiglione, A., Esposito, J. G., Loia, V., Nappi, M., Pero, C., & Polsinelli, M. (2025). Integrating post-quantum cryptography and blockchain to secure low-cost IoT devices. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 21(2), 1674-1683.
Cruz-Piris, L., Marín-López, A., Álvarez-Campana, M., Sanz, M., Moreno, J. I., & Arroyo, D. (2025). Measuring the impact of post quantum cryptography in Industrial IoT scenarios. Internet of Things, 34, Article 101793.
Do, T.-B., & Tran, Q.-H. (2026). A hybrid lightweight and post-quantum communication framework for NB-IoT networks. Microsystem Technologies, 32, Article 37. https://doi.org/10.1007/s00542-026-06031-2
Elkhodr, M. (2025). An AI-driven framework for integrated security and privacy in Internet of Things using quantum-resistant blockchain. Future Internet, 17(6), Article 246.
Halak, B., Gibson, T., Henley, M., Botea, C.-B., Heath, B., & Khan, S. (2024). Evaluation of performance, energy, and computation costs of quantum-attack resilient encryption algorithms for embedded devices. IEEE Access, 12, 8791-8805.
Iavich, M., Kuchukhidze, T., & Bocu, R. (2025). Fractional Verkle trees for scalable post-quantum signatures. IEEE Access, 13, 209921-209937.
Kerimbayeva, A., Iavich, M., Begimbayeva, Y., Gnatyuk, S., Tynymbayev, S., Temirbekova, Z., & Ussatova, O. (2025). A lightweight variant of Falcon for efficient post-quantum digital signature. Information, 16(7), Article 564.
Kim, C., Kwon, D., Park, Y., & Park, Y. (2026). Quantum-resistant three-party mutual authentication protocol for industrial IoT environments. IEEE Internet of Things Journal. Advance online publication. https://doi.org/10.1109/JIOT.2026.3677406
Kjamilji, A. (2024). Privacy-preserving zero-sum-path evaluation of decision trees in postquantum industrial IoT. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 20(8), 10178-10191.
Kundu, S., Ghosh, A., Karmakar, A., Sen, S., & Verbauwhede, I. (2025). Rudraksh: A compact and lightweight post-quantum key-encapsulation mechanism. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 2025(2), 647-680.
Kwon, J., Lee, S., Lee, B., Seo, H., & Cho, J. (2025). Efficient implementations of AIMer post-quantum signature scheme for low-end to high-end IoT devices. IEEE Internet of Things Journal, 12(22), 46817-46837.
Li, Z., & Wang, D. (2022). Achieving one-round password-based authenticated key exchange over lattices. IEEE Transactions on Services Computing, 15(1), 308-321.
Mahdi, L. H., & Abdullah, A. A. (2025). A hybrid post-quantum cryptographic framework integrating Kyber-512 and ASCON for secure IoT communications. Engineering, Technology & Applied Science Research, 15(5), 26527-26533.
Marchsreiter, D. (2025). Towards quantum-safe blockchain: Exploration of PQC and public-key recovery on embedded systems. IET Blockchain, 5(1), Article e12094.
Ojetunde, B., Kurihara, T., Yano, K., Sakano, T., & Yokoyama, H. (2025). A practical implementation of post-quantum cryptography for secure wireless communication. Network, 5(2), Article 20.
Poomekum, P., Suriyawong, A., & Fugkeaw, S. (2025). Fine-grained and lightweight quantum-resistant access control system with efficient revocation for IoT cloud. IEEE Open Journal of the Communications Society, 6, 8652-8666.
Rahmati, M., & Pagano, A. (2025). Federated learning-driven cybersecurity framework for IoT networks with privacy preserving and real-time threat detection capabilities. Informatics, 12(3), Article 62.
Señor, J., Portilla, J., & Mujica, G. (2022). Analysis of the NTRU post-quantum cryptographic scheme in constrained IoT edge devices. IEEE Internet of Things Journal, 9(19), 18778-18790.
Shim, K.-A. (2024). On the suitability of post-quantum signature schemes for Internet of Things. IEEE Internet of Things Journal, 11(6), 10648-10665.
Tawfik, M., Abdelhaliem, A. H., & Fathi, I. (2025). Quantum-resistant privacy-preserving IoT authentication via zero-knowledge proofs and blockchain integration. Statistics, Optimization & Information Computing, 14(3), 1374-1402. https://doi.org/10.19139/soic-2310-5070-2399
Wu, J., Yu, Y., Chen, Z., Yang, H., Li, C., & Liu, Z. (2025). CBPSPX: A CUDA-based batch parallel optimization of post-quantum signature SPHINCS+. IEEE Internet of Things Journal, 12(18), 37898-37911.
Wu, W., Dong, J., Hou, Y., Liu, M., Li, L., & Dong, Z. (2026). RIGHT: GPU-optimized parallel PQC HAETAE for high-throughput cryptographic acceleration. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 22(1), 532-542.
Xu, D., Wang, X., Hao, Y., Zhang, Z., Hao, Q., Jia, H., Dong, H., & Zhang, L. (2022). Ring-ExpLWE: A high-performance and lightweight post-quantum encryption scheme for resource-constrained IoT devices. IEEE Internet of Things Journal, 9(23), 24122-24134.
Zafar, A., & Iqbal, S. S. (2025). Integrating code-based post-quantum cryptography into SSL TLS protocols through an interoperable hybrid framework. Discover Computing, 28, Article 202. https://doi.org/10.1007/s10791-025-09735-7
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).
Última actualización: 03/05/21
