Ensayo sobre Cifrado
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS
“JUAN DE DIOS BATIZ” NO.9
“JUAN DE DIOS BATIZ” NO.9
MATERIA: SEGURIDAD WEB Y APLICACIONES
PROFESOR: CRUZ MENDOZA JUAN MANUEL
ALUMNA: SOSA ESTRADA MARÍA FERNANDA
GRUPO 5IM6
ENSAYO SOBRE CIFRADO
FECHA DE ENTREGA: 9 DE SEPTIEMBRE DEL 2017
Introducción
¿Por qué cifrar?
Desde que el hombre ha necesitado comunicarse con los demás ha tenido la necesidad de que algunos de sus mensajes solo fueran conocidos por las personas a quien estaban destinados. La necesidad de poder enviar mensajes de forma que solo fueran entendidos por los destinatarios hizo que se crearan sistemas de cifrado, de forma que un mensaje después de un proceso de transformación, lo que llamamos cifrado, solo pudiera ser leído siguiendo un proceso de descifrado. Para sacar el máximo partido a una información hay que compartirla. Para ello el autor del documento, que es el emisor, debe transferirla a un soporte físico, y hacerla llegar al destinatario o receptor, mediante algún canal de comunicación.
Desde que el hombre ha necesitado comunicarse con los demás ha tenido la necesidad de que algunos de sus mensajes solo fueran conocidos por las personas a quien estaban destinados. La necesidad de poder enviar mensajes de forma que solo fueran entendidos por los destinatarios hizo que se crearan sistemas de cifrado, de forma que un mensaje después de un proceso de transformación, lo que llamamos cifrado, solo pudiera ser leído siguiendo un proceso de descifrado. Para sacar el máximo partido a una información hay que compartirla. Para ello el autor del documento, que es el emisor, debe transferirla a un soporte físico, y hacerla llegar al destinatario o receptor, mediante algún canal de comunicación.
Desde el principio de la historia del hombre surge la necesidad de garantizar la confidencialidad de la información, por eso se han desarrollado diversas técnicas de enmascaramiento u ocultación de la información, siendo en la actualidad uno de los principales objetivos que persigue la seguridad informática.
La criptografía responde a la necesidad de codificar mensajes que sólo pueda descifrar el destinatario y se ha aplicado tanto a defensa, como a secretos industriales y, en los últimos años, sobre todo, al comercio electrónico. Esto es así porque actualmente la seguridad de los sistemas informáticos se ve debilitada por el fuerte crecimiento de las redes y cuando se trata este tema hay que tener en cuenta un aspecto tan importante como la privacidad e integridad de los datos.
Criptografia
La palabra criptología proviene de las palabras griegas Kryto y logos y significa estudio de lo oculto. Una rama de la criptología es la criptografía, que se ocupa del cifrado de mensajes. Esta se basa en que el emisor emite un mensaje en claro, que es tratado mediante un cifrador con la ayuda de una clave, para crear un texto cifrado. Este texto cifrado, por medio del canal de comunicación establecido, llega al descifrador que convierte el texto cifrado, apoyándose en otra clave, para obtener el texto en claro original. Las dos claves implicadas en el proceso de cifrado/descifrado pueden ser o no iguales dependiendo del sistema de cifrado utilizado.
La palabra criptología proviene de las palabras griegas Kryto y logos y significa estudio de lo oculto. Una rama de la criptología es la criptografía, que se ocupa del cifrado de mensajes. Esta se basa en que el emisor emite un mensaje en claro, que es tratado mediante un cifrador con la ayuda de una clave, para crear un texto cifrado. Este texto cifrado, por medio del canal de comunicación establecido, llega al descifrador que convierte el texto cifrado, apoyándose en otra clave, para obtener el texto en claro original. Las dos claves implicadas en el proceso de cifrado/descifrado pueden ser o no iguales dependiendo del sistema de cifrado utilizado.
La criptografía es la disciplina que estudia el modo de transformar un mensaje (texto original) en un texto en cifra ( criptograma) mediante una operación de cifrado que hace imposible a un tercero tomar conocimiento del contenido del mensaje. Encriptar un texto significa aplicar un algoritmo que, en relación a una cierta variable (clave de encriptación), lo transforma en otro texto incomprensible e indescifrable por parte de quien no posee la clave. La función es reversible, por lo cual la aplicación del mismo algoritmo y de la misma clave al texto cifrado devuelve el texto original. La encriptación ha sido inventada y utilizada originalmente para fines de seguridad en las transmisiones de mensajes militares. Los pilares fundamentales sobre los que se basa la criptografía:
Seguridad: certeza de que el texto del mensaje sólo puede ser leído por el destinatario
Integridad: certeza del mensaje, asegura que no ha existido ninguna manipulación posterior de los datos
Autenticidad: certeza del remitente, acredita quien es su autor
No rechazo: no se puede negar la autoría de un mensaje enviado
Criptografía simétrica.
Los sistemas de cifrado simétrico son aquellos que utilizan la misma clave para cifrar y descifrar un documento. El principal problema de seguridad reside en el intercambio de claves entre el emisor y el receptor ya que ambos deben usar la misma clave. Por lo tanto se tiene que buscar también un canal de comunicación que sea seguro para el intercambio de la clave. Es importante que dicha clave sea muy difícil de adivinar ya que hoy en día los ordenadores pueden adivinar claves muy rápidamente. Debemos tener en cuenta que los algoritmos criptográficos son públicos, por lo que su fortaleza debe depender de su complejidad interna y de la longitud de la clave empleada para evitar los ataques de fuerza bruta.
El funcionamiento de la criptografía simétrica es el siguiente:
El emisor quiere hacer llegar un documento al receptor. Toma ese documento y le aplica el algoritmo simétrico, usando la clave única que también conoce el receptor. El resultado es un documento cifrado que se puede ya enviar tranquilamente. Cuando el receptor recibe este documento cifrado, le aplica el mismo algoritmo con la misma clave, pero ahora en función de descifrar. Si el documento cifrado no ha sido alterado por el camino y la clave es la misma, se obtendrá el documento original.
Los sistemas de cifrado simétrico son aquellos que utilizan la misma clave para cifrar y descifrar un documento. El principal problema de seguridad reside en el intercambio de claves entre el emisor y el receptor ya que ambos deben usar la misma clave. Por lo tanto se tiene que buscar también un canal de comunicación que sea seguro para el intercambio de la clave. Es importante que dicha clave sea muy difícil de adivinar ya que hoy en día los ordenadores pueden adivinar claves muy rápidamente. Debemos tener en cuenta que los algoritmos criptográficos son públicos, por lo que su fortaleza debe depender de su complejidad interna y de la longitud de la clave empleada para evitar los ataques de fuerza bruta.
El funcionamiento de la criptografía simétrica es el siguiente:
El emisor quiere hacer llegar un documento al receptor. Toma ese documento y le aplica el algoritmo simétrico, usando la clave única que también conoce el receptor. El resultado es un documento cifrado que se puede ya enviar tranquilamente. Cuando el receptor recibe este documento cifrado, le aplica el mismo algoritmo con la misma clave, pero ahora en función de descifrar. Si el documento cifrado no ha sido alterado por el camino y la clave es la misma, se obtendrá el documento original.
- La distribución de las claves
- El peligro de que muchas personas deban conocer una misma clave
- La dificultad de almacenar y proteger muchas claves diferentes.
La seguridad en clave simétrica reside en la propia clave secreta, y por tanto el principal problema es la distribución de esta clave a los distintos usuarios para cifrar y descifrar la información. La misión del emisor y receptor es mantener la clave en secreto. Si cae en manos equivocadas ya no podríamos considerar que la comunicación es segura y deberíamos generar una nueva clave.
Para superar estas desventajas que presentaba el sistema de criptografía de clave privada se desarrolló en 1976 el sistema de criptografía asimétrica o de clave pública.
Criptografía asimétrica.
También son llamados sistemas de cifrado de clave pública. Este sistema de cifrado usa dos claves diferentes. Una es la clave pública y se puede enviar a cualquier persona y otra que se llama clave privada, que debe guardarse para que nadie tenga acceso a ella. Para enviar un mensaje, el remitente usa la clave pública del destinatario para cifrar el mensaje. Una vez que lo ha cifrado, solamente con la clave privada del destinatario se puede descifrar, ni siquiera el que ha cifrado el mensaje puede volver a descifrarlo. Por ello, se puede dar a conocer perfectamente la clave pública para que todo aquel que se quiera comunicar con el destinatario lo pueda hacer.
Cuando el emisor quiere hacer llegar un documento al receptor, primero consigue la clave pública del receptor. Con esa clave y el documento original, aplica el algoritmo simétrico. El resultado es un documento cifrado que puede enviar al receptor por cualquier canal. Cuando el mensaje cifrado llega al receptor, éste recupera el documento original aplicando el algoritmo asimétrico con su clave privada.
Si el receptor quiere enviar al emisor una respuesta cifrada, deberá conocer la clave pública del emisor y hacer el procedimiento inverso.
Un sistema de cifrado de clave pública basado en la factorización de números primos se basa en que la clave pública contiene un número compuesto de dos números primos muy grandes. Para cifrar un mensaje, el algoritmo de cifrado usa ese compuesto para cifrar el mensaje.Para descifrar el mensaje, el algoritmo de descifrado requiere conocer los factores primos, y la clave privada tiene uno de esos factores, con lo que puede fácilmente descifrar el mensaje.
La criptografía asimétrica resuelve las dos desventajas principales de la simétrica:
- No se necesita canales seguros para mandar la clave. La distribución de claves es más fácil y segura ya que la clave que se distribuye es la pública manteniéndose la privada para el uso exclusivo del propietario.
- No hay desbordamiento en el tratamiento de claves y canales.
Desventajas:
- Son poco eficientes. Las claves deben de ser largas y se tarda bastante tiempo en aplicarlas.
- Utilizar las claves privadas repetidamente puede hacer que reciban ataques criptográficos que se basan en analizar paquetes cifrados.
- Hay que proteger la clase privada. Las claves privadas se guardan todas juntas en un archivo llamado keyring, que a su vez está protegido con cifrado simétrico, lo que quiere decir que para usar la clave privada, hay que introducir una clave que descifra el archivo keyring y permita leerla. Esto hace que se necesite una copia de seguridad del llavero keyring.
- Hay que transportar la clave privada. Por eso hay que transportar el llavero con el riesgo que esto supone. Lo mejor para proteger y transportar la clave privada es la tarjeta inteligente. Una tarjeta inteligente (smart card), es cualquier tarjeta de plástico del tamaño de un bolsillo con circuitos integrados que permiten la ejecución de cierta lógica programada.
DES
DES (Data Encryption Standard) es un esquema de encriptación simétrico desarrollado en 1977 por el Departamento de Comercio y la Oficina Nacional de Estándares de EEUU en colaboración con la empresa IBM, que se creó con objeto de proporcionar al público en general un algoritmo de cifrado normalizado para redes de ordenadores. Estaba basado en la aplicación de todas las teorías criptográficas existentes hasta el momento, y fue sometido a las leyes de USA.
DES (Data Encryption Standard) es un esquema de encriptación simétrico desarrollado en 1977 por el Departamento de Comercio y la Oficina Nacional de Estándares de EEUU en colaboración con la empresa IBM, que se creó con objeto de proporcionar al público en general un algoritmo de cifrado normalizado para redes de ordenadores. Estaba basado en la aplicación de todas las teorías criptográficas existentes hasta el momento, y fue sometido a las leyes de USA.
Posteriormente se sacó una versión de DES implementada por hardware, que entró a formar parte de los estándares de la ISO con el nombre de DEA.
Se basa en un sistema monoalfabético, con un algoritmo de cifrado consistente en la aplicación sucesiva de varias permutaciones y sustituciones. Inicialmente el texto en claro a cifrar se somete a una permutación, con bloque de entrada de 64 bits (o múltiplo de 64), para posteriormente ser sometido a la acción de dos funciones principales, una función de permutación con entrada de 8 bits y otra de sustitución con entrada de 5 bits, en un proceso que consta de 16 etapas de cifrado.
En general, DES utiliza una clave simétrica de 64 bits, de los cuales 56 son usados para la encriptación, mientras que los 8 restantes son de paridad, y se usan para la detección de errores en el proceso.
Como la clave efectiva es de 56 bits, son posible un total de 2 elevado a 56 = 72.057.594.037.927.936 claves posibles, es decir, unos 72.000 billones de claves, por lo que la ruptura del sistema por fuerza bruta o diccionario es sumamente improbable, aunque no imposible si se dispone de suerte y una gran potencia de cálculo.
Se basa en un sistema monoalfabético, con un algoritmo de cifrado consistente en la aplicación sucesiva de varias permutaciones y sustituciones. Inicialmente el texto en claro a cifrar se somete a una permutación, con bloque de entrada de 64 bits (o múltiplo de 64), para posteriormente ser sometido a la acción de dos funciones principales, una función de permutación con entrada de 8 bits y otra de sustitución con entrada de 5 bits, en un proceso que consta de 16 etapas de cifrado.
En general, DES utiliza una clave simétrica de 64 bits, de los cuales 56 son usados para la encriptación, mientras que los 8 restantes son de paridad, y se usan para la detección de errores en el proceso.
Como la clave efectiva es de 56 bits, son posible un total de 2 elevado a 56 = 72.057.594.037.927.936 claves posibles, es decir, unos 72.000 billones de claves, por lo que la ruptura del sistema por fuerza bruta o diccionario es sumamente improbable, aunque no imposible si se dispone de suerte y una gran potencia de cálculo.
Conclusiones
El cifrado es un importante mecanismo de seguridad, ya que gracias a el se puede estar tranquilo de que la información que enviemos no podrá ser descifrada por cualquier persona.
Pienso que es muy importante aprender a cifrar y descifrar códigos para ser mejores programadores, ya que el cliente siempre va a querer que su información y la de los clientes este segura.
Es importante proteger nuestra información porque nunca sabemos en manos de quien podrá caer y que uso le dará, así que es mejor prevenir y cifrar
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