Encriptación

Concepto: es el proceso mediante el cual cierta información o texto sin formato es cifrado de forma que el resultado sea ilegible a menos que se conozcan los datos necesarios para su interpretación. Es una medida de seguridad utilizada para que al momento de almacenar o transmitir información sensible ésta no pueda ser obtenida con facilidad por terceros. Opcionalmente puede existir además un proceso de desencriptación a través del cuál la información puede ser interpretada de nuevo a su estado original, aunque existen métodos de encriptación que no pueden ser revertidos. El término encriptación es traducción literal del inglés y no existe en el idioma español. La forma más correcta de utilizar este término sería cifrado.

Importancia: La encriptación cobra una especial importancia a la hora de proteger nuestros datos y la información que enviamos o recibimos frente a ataques contra nuestra privacidad.

Uso:Algunos de los usos más comunes de la encriptación son el almacenamiento y transmisión de información sensible como contraseñas, números de identificación legal, números de tarjetas de crédito, reportes administrativo-contables y conversaciones privadas, entre otros.      Como sabemos, en un Sistema de Comunicación de Datos, es de vital importancia asegurar que la Información viaje segura, manteniendo su autenticidad, integridad, confidencialidad y el no repudio de la misma entre otros aspectos. Estas características solo se pueden asegurar utilizando las Técnicas de Firma Digital Encriptada y la Encriptación de Datos.

Algoritmos de Enriptación: Existen actualmente dos tipos: La criptografía simétrica es más vulnerable que la asimétrica por el hecho de usar una única llave, por otro lado en la encriptación simétrica es más rápida que la asimétrica y esto la favorece ya que el tiempo de descifrado es bastante importante.

• Simétrica: La clave usada tanto para cifrar el mensaje como para descifrarlo es común, por tanto la posibilidad de conseguir la clave es mayor ya que su propagación puede ser interceptada por personas indeseables.

• Asimétrica: Existen dos claves, una para cifrar el mensaje y otra para descifrarlo, generalmente la primera es pública, es decir, solo la conoce el emisor, en cambio la segunda se denomina Privada y solo la posee a quien van dirigidos los mensajes enviados entre los que disponen de la clave pública, por tanto, solo el poseedor de la clave privada podrá leer los mensajes (desencriptarlos).

Actualmente existen dos métodos de cifrado para criptografía de clave secreta, el cifrado de flujo y el cifrado en bloques.

• Cifrado de flujo El emisor A, con una clave secreta y un algoritmo determinístico (RKG), genera una secuencia binaria (s) cuyos elementos se suman módulo 2 con los correspondientes bits de texto claro m, dando lugar a los bits de texto cifrado c, Esta secuencia (c) es la que se envía a través del canal. En recepción, B, con la misma clave y el mismo algoritmo determinístico, genera la misma secuencia cifrante (s), que se suma modulo 2 con la secuencia cifrada (c) , dando lugar a los bits de texto claro m. Los tamaños de las claves oscilan entre 120 y 250 bits.

• Cifrado en bloque: Los cifrados en bloque se componen de cuatro elementos:

- Transformación inicial por permutación.

- Una función criptográfica débil (no compleja) iterada r veces o "vueltas".

- Transformación final para que las operaciones de encriptación y desencriptación sean simétricas.

- Uso de un algoritmo de expansión de claves que tiene como objeto convertir la clave de usuario, normalmente de longitud limitada entre 32 y 256 bits, en un conjunto de subclaves que puedan estar constituidas por varios cientos de bits en total.

Métodos de encriptación:

• Gronsfeld: Este método utiliza más de un alfabeto cifrado para poner en clave el mensaje y que se cambia de uno a otro según se pasa de una letra del texto en claro a otra.Es decir que deben tenerse un conjunto de alfabetos cifrados y una forma de hacer corresponder cada letra del texto original con uno de ellos.

• RSA: En los sistemas tradicionales de cifrado debe comunicarse una clave entre el emisor y el receptor del mensaje, el problema aquí es encontrar un canal seguro para transmitir dicha clave. Este problema viene a resolverse en los sistemas de clave pública la clave de cifrado, pues un tiempo enormemente de ordenador es necesario para encontrar una transformación de descifrado a partir de la de cifrado.

• DES: DES fue desarrollado por IBM a mediados de los setenta. Aunque tiene un buen diseño, su tamaño de clave de 56 bits es demasiado pequeño para los patrones de hoy.DES (Data Encryption Standard) es un mecanismo de encriptación de datos de uso generalizado. Hay muchas implementaciones de hardware y software de DES. Este transforma la información de texto llano en datos encriptados llamados texto cifrado mediante el uso de un algoritmo especial y valor semilla llamado clave. Si el receptor conoce la clave, podrá utilizarla para convertir el texto cifrado en los datos originales. 

• Chaffing & Winnowing: Esta técnica propuesta por Donald Rivest. Es más un intento de esquivar las restricciones a la criptografía en EE.UU. (y otros países) que una propuesta razonable debido al tamaño de los mensajes resultantes.El término inglés “winnowing” se tomará como aventar es decir separar el grano de la paja y el término “chaffing” por el castellano empajar (cubrir o rellenar con paja). La idea básica consiste en mezclar la información real (grano) con otra de relleno (paja) de modo que sea imposible separarlas excepto para el destinatario.

• SKIPJACK: Este algoritmo fue descalificado por el gobierno de Estados Unidos. Algunos detalles sobre el algoritmo en sí y sus aplicaciones en la práctica a los chips Clipper y Capstone. Skipjack fue desarrollado por la NSA inicialmente para los chips Clipper y Capstone. Su diseño comenzó en 1985 y se completó su evaluación en 1990.

• BÍFIDO: El método Bífido es un cifrado fraccionario. Es decir que cada letra viene representada por una o más letras o símbolos, y donde se trabaja con estos símbolos más que con las letras mismas.

• WLBYKYAAOTB: Este método altera la frecuencia de los caracteres a diferencia de lo que ocurre por ejemplo con los cifrados monoalfabéticos. Admite algunas variaciones como por ejemplo dividir la lista en 3,4,…, n partes.

• Cifrado exponencial: Es un sistema basado en la exponenciación modular, debido  Pohlig y Hellman (1978). Este método es resistente al criptoanálisis.

• Blowfish: Este algoritmo realiza un cifrado simple en 16 ciclos, con un tamaño de bloque de 64 bytes para un total de 448 bits. Aunque hay una fase compleja de la inicialización. El cifrado de datos es muy eficiente en los microprocesadores grandes.

• Método de transposición: Origen y fundamento de otros sistemas de cifrado más complicados. El método de transposición consiste en reordenar los elementos que forman el texto original, de modo que el criptograma resultante tiene los mismos elementos pero su nueva colocación impide que se pueda entender. Ejemplo: c o m p u t a c i ó n.

     Una transposición muy simple, y por tanto poco efectiva, podría consistir en escribir el mensaje al revés, con lo que quedaría: n ó i c a t u p m o c

• Método César: Cuyo origen se sitúa en el siglo I antes de Cristo. Este sistema se basa en el método de sustitución mono alfabética, es decir, el proceso de sustitución se lleva a cabo en cada uno de los elementos del texto claro. En el método César, a cada letra le corresponde la que está 3 posiciones por delante en un proceso circular que recorre todo el alfabeto. Por ejemplo, a la letra «a» le corresponde la «d», a la «b» la «e», y así sucesivamente. Cuando hablamos de proceso circular nos referimos a que si llegamos al final del alfabeto, por ejemplo la «z», se entiende que volvemos al principio del mismo, por lo que tras contar tres posiciones a la «z» le corresponde la letra «c», a la «y» le corresponde la «b» y a la «x», la «a». En términos más formales podríamos describir éste método como: 

Criptograma(i) = Texto_claro(i) + 3 (mod 26),

(i) es la posición de las letras y (mod 26) indica que se trata de una suma módulo 26, en la que 26 es el número de letras del alfabeto que utilizamos.

Para entenderlo más claramente vamos a realizar un sencillo ejemplo:

Texto claro: p a n t a l l a

Criptograma: s d q w d o o d

• Método Vigenére: Hasta el momento, en nuestros anteriores ejemplos en los que hemos visto métodos clásicos de cifrado, hemos repasado algoritmos cuyo criptograma no dependía de una clave externa, o que ésta era fija. En el sistema que sigue, el cifrado de Vigenère, observaremos cómo el cifrado va tomando diferentes valores en función de la clave que elijamos.

Tanto en los métodos de sustitución, como en los de transposición, las modificaciones a los que sometíamos el texto claro eran fijas, bien teniendo en cuenta la correspondencia con un segundo alfabeto en el caso de la sustitución, o en barajar las letras en función de un algoritmo preestablecido en las transposiciones.

El cifrado de Vigenère utiliza una clave externa para realizar las sustituciones, con lo que este mismo algoritmo puede dar diferentes criptogramas para el mismo texto claro en función de la clave que utilicemos. Veamos un sencillo ejemplo para ilustrar este método:

Texto claro: s e g u r i d a d

Clave de cifrado: a b c

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