Criptografía
Criptografía (del griego κρύπτω krypto, «oculto», y γράφως graphos, «escribir», literalmente «escritura oculta») tradicionalmente se ha definido como la parte de la criptología que se ocupa de las técnicas, bien sea aplicadas al arte o la ciencia, que alteran las representaciones lingüísticas de mensajes para hacerlos ininteligibles a intrusos (lectores no autorizados) que intercepten esos mensajes. Por tanto el único objetivo de la criptografía era conseguir la confidencialidad de los mensajes. En esos tiempos la única criptografía que había era la llamada criptografía clásica.
La aparición de las Tecnologías de la Información y la Comunicación y el uso masivo de las comunicaciones digitales han producido un número creciente de problemas de seguridad. Las transacciones que se realizan a través de la red pueden ser interceptadas. La seguridad de esta información debe garantizarse. Este desafío ha generalizado los objetivos de la criptografía para ser la parte de la criptología que se encarga del estudio de los algoritmos, protocolos (se les llama protocolos criptográficos) y sistemas que se utilizan para proteger la información y dotar de seguridad a las comunicaciones y a las entidades que se comunican. Para ello los criptógrafos investigan, desarrollan y aprovechan técnicas matemáticas que les sirven como herramientas para conseguir sus objetivos.
Los grandes avances que se han producido en el mundo de la criptografía han sido posibles gracias a los grandes avances que se ha producido en el campo de las matemáticas y las ciencias de la computación.
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[editar] Objetivos de la criptografia
La criptografía actualmente se encarga del estudio de los algoritmos, protocolos y sistemas que se utilizan para proteger la información y dotar de seguridad a las comunicaciones y a las entidades que se comunican. [1] Por tanto se ocupa de proporcionar:
- Confidencialidad. Es decir garantiza que la información está accesible únicamente a personal autorizado. Para conseguirlo utiliza códigos y técnicas de cifrado.
- Integridad. Es decir garantiza la corrección y completitud de la información. Para conseguirlo puede usar por ejemplo funciones hash criptográficas MDC, protocolos de compromiso de bit, o protocolos de notarización electrónica.
- No repudio. Es decir proporciona protección frente a que alguna de las entidades implicadas en la comunicación, pueda negar haber participado en toda o parte de la comunicación. Para conseguirlo puede usar por ejemplo firma digital.
- Autenticación. Es decir proporciona mecanismos que permiten verificar la identidad del comunicante. Para conseguirlo puede usar por ejemplo funciones hash cripográficas MAC o protocolo de conocimiento cero.
- Soluciones a problemas de la falta de simultaneidad en la telefirma digital de contratos. Para conseguirlo puede usar por ejemplo protocolos de transferencia inconsciente.
[editar] Cifrados y códigos
Hay dos métodos de alterar las representaciones de los mensajes para hacerlos ininteligibles a intrusos:[2]
- Mediante códigos: Un código consiste en sustituir unidades textuales semánticas más o menos largas o complejas, habitualmente palabras o frases, para ocultar el mensaje; por ejemplo, "cielo azul" podría significar «atacar al amanecer». En la segunda guerra mundial se usaron códigos en lengua navaja para identificar mensajes militares. Por ejemplo «chai-da-gahy-nail-tsaidi» (literalmente "asesino de tortugas") quería decir «armas antitanque».[3] Otro ejemplo sería el viejo código de para mensajes domésticos por telégrafo. En este código el valor "73" significaba "Te quiero y besos". Cuando se usa una técnica de códigos, la información secreta suele recopilarse en un diccionario o libro de códigos (en inglés codebook). Podríamos considerar que traducir un documento a otro idioma es usar un código, el mensaje será comprensible sólo para los receptores que conozcan dicho código. En la actualidad no se suelen usar salvo para denominar operaciones encubiertas Por ejemplo: operación 'Tormenta del desierto' para denominar a la operación de inicio del ataque a Irak en 1991.
- Mediante cifrado: Consiste en una transformación carácter por carácter o bit por bit, según el caso, sin importar la estructura lingüística del mensaje. Un sistema de cifra no se preocupa sobre la estructura lingüística o el significado del mensaje, sino que simplemente cifra la cadena de caracteres o bits, con significado o no, con un algoritmo de cifrado. Para descifrar utiliza otro algoritmo que permite obtener la cadena original. Los sistemas de cifrado están controlados por claves que son entradas a los algoritmos usados en el proceso (algoritmo de cifrado y algoritmo de descifrado). Si la clave de cifrado es igual que la de descifrado se dice que es un cifrado simétrico. Si son distintas se dice que es un cifrado asimétrico.
- Por ejemplo consideremos un sistema de cifrado en el que sustituimos cada letra por la letra n-sucesiva del alfabeto donde n es la clave. Entonces si n=2 el mensaje «attack at dawn» podría ser cifrado por "cvvcem cv fcyp".
Estas distinciones se hacen desde un punto de vista técnico de la jerga de la criptografía, en el lenguaje cotidiano, la palabra código se usa de forma indistinta con cifra. La distinción entre códigos y sistemas de cifra no es exclusiva, por ejemplo:[3]
- Un código puede ser considerado como un sistema de cifra con un alfabeto muy grande.
- Un sistema de cifra puede ser usado para cifrar los símbolos de un código.
- Se puede usar códigos para partes del mensaje, el resto para los que no existe código asociados se puede cifrar. A esto se le llama un nomenclator.
Observar que tanto cuando se cifra como cuando se codifica hay dos alfabetos involucrados: El de mensaje a cifrar/codificar y el que se obtiene una vez codificado/cifrado. Ambos alfabetos pueden ser iguales o no.
[editar] Principio de Kerckhoffs. Seguridad por oscuridad
Se considera que la seguridad de un sistema de cifrado debe descansar sobre el secreto de la claves utilizadas y no sobre el secreto del algoritmo. Esta consideración se formaliza en el llamado principio de Kerckhoffs frente a la llamada seguridad por oscuridad. Esto no quiere decir que cuando usemos criptografía tengamos que revelar los algoritmos, lo que quiere decir es que el algoritmo tiene que ser seguro aunque éste sea difundido. La difusión del algoritmo permite que la comunidad criptográfica evalúe la seguridad de dicho algoritmo y por tanto verifique si el algoritmo en sí es seguro. Evidentemente si una forma de cifrado es seguro aún revelando su algoritmo, entonces será aún más seguro si no lo revelamos. Aún así se sabe que algunas organizaciones (Ej. NSA o MI6) disponen de algoritmos de cifrado no revelados (que pueden aprovechar algunas conocimientos de otros algoritmos públicos) que han sido sujetos sólo a una verificación interna. Los consideran seguros y no quieren revelarlos para que no pueda ser estudiados por criptoanalistas y de esa forma que no sean hechas públicas sus posibles debilidades
[editar] Historia de la criptografía
La historia de la criptografía es larga y abunda en anécdotas. Ya las primeras civilizaciones desarrollaron técnicas para enviar mensajes durante las campañas militares, de forma que si el mensajero era interceptado la información que portaba no corriera el peligro de caer en manos del enemigo.El primer método de criptografía fue en el siglo V a.C, era conocido como "Escítala". El segundo criptosistema que se conoce fue documentado por el historiador griego Polibio: un sistema de sustitución basado en la posición de las letras en una tabla. También los romanos utilizaron sistemas de sustitución, siendo el método actualmente conocido como César, porque supuestamente Julio César lo empleó en sus campañas, uno de los más conocidos en la literatura (según algunos autores, en realidad Julio César no usaba este sistema de sustitución, pero la atribución tiene tanto arraigo que el nombre de este método de sustitución ha quedado para los anales de la historia). Otro de los métodos criptográficos utilizados por los griegos fue la escítala espartana, un método de trasposición basado en un cilindro que servía como clave en el que se enrollaba el mensaje para poder cifrar y descifrar.
En 1465 el italiano Leon Battista Alberti inventó un nuevo sistema de sustitución polialfabética que supuso un gran avance de la época. Otro de los criptógrafos más importantes del siglo XVI fue el francés Blaise de Vigenère que escribió un importante tratado sobre "la escritura secreta" y que diseñó una cifra que ha llegado a nuestros días asociada a su nombre. A Selenus se le debe la obra criptográfica "Cryptomenytices et Cryptographiae" (Luneburgo, 1624). En el siglo XVI María Estuardo, reina de Escocia, fue ejecutada por su prima Isabel I, reina de Inglaterra, al descubrirse un complot de aquella tras un criptoanálisis exitoso por parte de los matemáticos de Isabel. Durante los siglos XVII, XVIII y XIX, el interés de los monarcas por la criptografía fue notable. Las tropas de Felipe II emplearon durante mucho tiempo una cifra con un alfabeto de más de 500 símbolos que los matemáticos del rey consideraban inexpugnable. Cuando el matemático francés François Viète consiguió criptoanalizar aquel sistema para el rey de Francia, a la sazón Enrique IV, el conocimiento mostrado por el rey francés impulsó una queja de la corte española ante del papa Pío V acusando a Enrique IV de utilizar magia negra para vencer a sus ejércitos.
Durante la Primera Guerra Mundial, los Alemanes usaron el cifrado ADFGVX. Este método de cifrado es similar a la del tablero de ajedrez Polibio. Consistía en una matriz de 6 x 6 utilizado para sustituir cualquier letra del alfabeto y los números 0 a 9 con un par de letras que consiste de A, D, F, G, V, o X.
Desde el siglo XIX y hasta la Segunda Guerra Mundial, las figuras más importantes fueron la del holandés Auguste Kerckhoffs y la del prusiano Friedrich Kasiski. Pero es en el siglo XX cuando la historia de la criptografía vuelve a experimentar importantes avances. En especial durante las dos contiendas bélicas que marcaron al siglo: la Gran Guerra y la Segunda Guerra Mundial. A partir del siglo XX, la criptografía usa una nueva herramienta que permitirá conseguir mejores y más seguras cifras: las máquinas de cálculo. La más conocida de las máquinas de cifrado posiblemente sea la máquina alemana Enigma: una máquina de rotores que automatizaba considerablemente los cálculos que era necesario realizar para las operaciones de cifrado y descifrado de mensajes. Para vencer al ingenio alemán, fue necesario el concurso de los mejores matemáticos de la época y un gran esfuerzo computacional. No en vano, los mayores avances tanto en el campo de la criptografía como en el del criptoanálisis no empezaron hasta entonces.
Tras la conclusión de la Segunda Guerra Mundial, la criptografía tiene un desarrollo teórico importante, siendo Claude Shannon y sus investigaciones sobre teoría de la información esenciales hitos en dicho desarrollo. Además, los avances en computación automática suponen tanto una amenaza para los sistemas existentes como una oportunidad para el desarrollo de nuevos sistemas. A mediados de los años 70, el Departamento de Normas y Estándares norteamericano publica el primer diseño lógico de un cifrador que estaría llamado a ser el principal sistema criptográfico de finales de siglo: el Estándar de Cifrado de Datos o DES. En esas mismas fechas ya se empezaba a gestar lo que sería la, hasta ahora, última revolución de la criptografía teórica y práctica: los sistemas asimétricos. Estos sistemas supusieron un salto cualitativo importante, ya que permitieron introducir la criptografía en otros campos que hoy día son esenciales, como el de la firma digital.
[editar] Referencias
- ↑ José Pastor Franco, Miguel Ángel Sarasa López, José Luis Salazar Riaño,"Criptografía digital: fundamentos y aplicaciones",Ed. Prenseas Universitarias de Zaragoza, 1998
- ↑ Andrew S. Tanenbaum,"Redes de computadoras", Prentice Hall 2003
- ↑ a b John Millar Carroll,"Computer security",Butterworth-Heinemann 1996
[editar] Véase también
[editar] Enlaces externos
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- Epsilones - Criptografía: métodos clásicos
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