Cifrado Vernam en Guerras Mundiales

Modelo OSI y Seguridad en la Capa Física

• El Modelo OSI es un marco de estandarización que define las funciones de comunicación en telecomunicaciones y computación, buscando la interoperabilidad entre dispositivos.
• Está dividido en siete capas, desde la capa física hasta la capa de aplicación.
• Cada capa proporciona funcionalidades estándar para facilitar la comunicación entre capas.
• Se desarrolló en la década de 1970 para respaldar redes informáticas.
• Fue adoptado en los años 80 como un producto de trabajo por la ISO, pero no ganó confianza en el diseño de la primera Internet.
• Se reflejó en la suite de protocolo de Internet del IETF.
• La capa física es la primera capa y es responsable de la transmisión de datos en forma de señales eléctricas u ópticas.

Definición y Propósito del Modelo OSI

• Establece funciones de comunicación en telecomunicaciones y computación.
• Busca lograr interoperabilidad entre dispositivos.
• Está dividido en siete capas: física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación.
• Cada capa tiene funcionalidades específicas y se comunica con las capas adyacentes.

Historia y Desarrollo del Modelo OSI

• Desarrollo en la década de 1970.
• Diseñado para respaldar redes informáticas.
• Se convirtió en un producto de trabajo de la ISO.
• No ganó confianza en el diseño de la primera Internet.
• Reflejado en la suite de protocolo de Internet del IETF.

Importancia de la Conformidad con el Modelo OSI

• Es la primera capa del modelo OSI.
• Es responsable de la transmisión de datos en forma de señales eléctricas u ópticas.
• Incluye hardware como cables, switches y routers.
• Define las características físicas del medio de transmisión.
• Utiliza estándares como Ethernet y Wi-Fi.
• Garantiza la compatibilidad entre diferentes dispositivos.
• Se encarga de la conversión de datos digitales a señales físicas y controla la transmisión de datos.

Funciones y Componentes de la Capa Física

• Facilita la conexión física entre unidades en una red.
• Controla la transmisión de información.
• Regula la estructura de los bits.
• Transmite datos bit a bit.
• Garantías de correcta desconexión al finalizar la transmisión.
• Utiliza bits como la unidad de información más pequeña.
• Determina el valor de los bits y sus métodos de transmisión asociados.

Representación Física y Transmisión de Datos

• Representación de dígitos binarios: eléctrica, electromagnética, óptica o acústica.
• Dirección de la transmisión: Comprueba la dirección en la que se realiza la transmisión.
• Características de enchufes y cables: asignación de clavijas, variables físicas como intensidad de corriente y tensión.

Provisión de Información a Otras Capas

• Permite una conexión fluida.
• Proporciona información en forma de señales de radio, luminosas o eléctricas a otras capas del modelo OSI.
• Elección del hardware adecuado (tipo de red, medios de transmisión).
• Influencia en las demás capas, velocidad, sentido y tipos de transmisión (simple, duplex).

Componentes de Hardware de la Capa Física

• Componentes pasivos: resistencias de terminación, antenas, tomas de corriente, cables, conectores y conectores en T.
• Componentes activos: hubs, tarjetas de red, repetidores y transceptores.

Tecnologías de la Capa Física

• Tecnologías como 1-Wire, Bluetooth, DSL, E-carrier, Ethernet, FireWire, GMS, IEEE 802.15.4, IrDA, ISDN, PCI Express, SONET/SDH, entre otras.

Criptografía y Seguridad en el Modelo OSI

• La codificación de la información en texto cifrado, previene el acceso no autorizado.

Conceptos Básicos de Criptografía

• Codificación de información en texto cifrado.
• Prevención de acceso no autorizado.
• Generación de claves mediante algoritmos.
• Uso de claves para descifrar mensajes.
• Métodos de cifrado simétricos y asimétricos.

Encriptación en Diferentes Capas del Modelo OSI

• Encriptación en la Capa de Aplicación (Capa 7): HTTPS, TLS.
• Encriptación en la Capa de Transporte (Capa 4)
• Encriptación en la Capa de Enlace de Datos (Capa 2)
• Encriptación en la Capa Física (Capa 1), Modulación de Espectro Disperso.

Historia y Desarrollo del Spread Spectrum Signal (SSS)

• Invención del Spread Spectrum Signal por Edwin Armstrong en 1907.
• Uso en tecnología moderna: telefonía móvil, televisión por satélite y tecnologías inalámbricas.
• Inventores y sus contribuciones (Edwin Howard Armstrong, John C. Kiefer, Hedy Lamarr).
• Uso en tecnología moderna: Telefonía móvil/celular, Wi-Fi.
• Descripción del método: evita interferencias por espectro ensanchado y/o salto de frecuencia.

Interferencia en las Comunicaciones

• El Método SSS, la técnica de salto de frecuencia, cambia la frecuencia de la señal a intervalos regulares para dificultar la detección y eliminación por parte de un receptor no autorizado.
• Uso técnico para eliminar interferencias.

Capacidad y Eficiencia del Espectro

• Técnica de Salto de Frecuencia: uso de múltiples frecuencias en el mismo espectro para aumentar la capacidad de transmisión.
• Técnica de Espectro Ensanchado de Secuencia Directa: uso de un ancho de banda más amplio para mejorar la eficiencia de la transmisión.

Seguridad y Privacidad en las Transmisiones

• El Método SSS y la técnica de espectro ensanchado de secuencia directa.
• Garantizan la seguridad y la privacidad de las transmisiones utilizando códigos secretos para encriptar las señales.

Complejidad Técnica y Costos

• Implementación compleja del método, necesidad de nuevas tecnologías y técnicas de espectro ensanchado de secuencia directa.
• Aumento de costos debido al ancho de banda adicional necesario.

Requisitos de Sincronización y Coordinación

• Necesidad de sincronización y coordinación entre sistemas de transmisión y recepción para lograr la recepción de la señal.

Compatibilidad e Integración con Otros Sistemas

• Importancia de la compatibilidad con otros sistemas de comunicación, considerando sistemas heredados.
• Se deben usar tecnologías compatibles actuales, como las inalámbricas para garantizar una comunicación efectiva.

Ventajas y Desafíos del SSS

• Dificultad de descifrado sin la secuencia original.
• Posibilidad de que la señal este encriptada por las capas superiores.
• Baja energía por hercios en señales SSS.
• Señales fáciles de distinguir por ruido térmico.
• Dificultad para distinguir la señal del ruido.
• Almacenamiento de la secuencia por emisor y receptor.
• Riesgo de acceso no autorizado a la secuencia
• Importancia de cambiar la secuencia regularmente
• Vulnerabilidad al transmitir una nueva secuencia

Técnica DSSS

• Multiplicación de datos por ruido pseudoaleatorio.
• Cambio en la señal transmitida.
• Resistencia contra interferencias.
• Proporciona seguridad en la transmisión.
• Incrementa la seguridad de una forma indirecta.
• Aplicaciones militares implementadas en 1940.

Cifrado Vernam y Aplicaciones

• El cifrado Vernam es un método de encriptación seguro que utiliza una clave secreta generada aleatoriamente.
• Se aplica una vez.

Principios Básicos del Funcionamiento

• Generación aleatoria de clave de un solo uso.
• Aplicación de la clave para codificar y descifrar mensajes.
• Seguridad extrema debido al uso único de la clave.

Ventajas y Desventajas del Método Vernam

• Ventajas: resistente a ataques de fuerza bruta, ataques de análisis de frecuencia
• Desventajas: la necesidad de generar claves aleatorias de longitud considerable, intercambiar claves de forma segura, no es práctico para cantidades grandes de datos.

Historia y Desarrollo del Cifrado Vernam

• Desarrollo durante la Primera Guerra Mundial.
• Protege la privacidad en las comunicaciones militares (ejército de EE.UU)
• Se utiliza en diversas aplicaciones de seguridad informática.

Contribuciones de Gilbert Vernam y Joseph Mauborgne

• Desarrollo del cifrado Vernam.
• Métodos seguros y eficientes para el cifrado de mensajes.
• Uso de claves aleatorias únicas y de un solo uso.
• Dificulta el descifrado por agentes no autorizados.

Proceso de Cifrado y Descifrado

• Generación de la clave de un solo uso (One-Time Pad).
• Cifrado del mensaje.
• Descifrado del mensaje.

Aplicaciones Prácticas

• Uso en comunicaciones militares (Primera Guerra Mundial, Segunda Guerra Mundial, Guerra Fría).
• Seguridad digital moderna: protocolos como SSL y TLS.

Uso en Comunicaciones Militares

• Uso del cifrado Vernam por primera vez en comunicaciones militares de los Estados Unidos.

Aplicaciones en la Seguridad Digital Moderna

• Uso en protocolos de seguridad como SSL y TLS.
• Protección de datos transmitidos por internet.

Ejemplos Históricos de Uso

• Primera Guerra Mundial: protección de comunicaciones militares.
• Segunda Guerra Mundial: protección de las comunicaciones entre los aliados.
• Guerra Fría: protección de comunicaciones y desencriptación, también.

Proceso Paso a Paso del Cifrado

• Selecciona una clave única de un solo uso para cifrar y descifrar el mensaje.
• Combina cada letra del mensaje con el carácter correspondiente en la clave usando la operación XOR.

Aplicaciones y Ejemplos del Cifrado Vernam

• Uso en comunicaciones confidenciales (Militares, diplomáticas)
• Importancia de la integridad y confidencialidad (comunicaciones sensibles).

Ejemplo de Cifrado Vernam

• Lista de valores a cifrar.
• Llave compleja.
• Fase.
• Proceso de cifrado.
• Resultado cifrado.

Ejemplo de Cifrado de "Hola Mundo" en Binario

• Conversión del texto a binario utilizando el código ASCII.

Ejercicio: Conversión Decimal a Binario

• Conversión de valores decimales (h, o, l, a, m, u, n, d, o) a binario.

Aplicación de la Operación XOR

• Aplicación de la operación XOR entre el mensaje y el código
• Conversión a resultado decimal. Este documento proporciona notas de estudio para el tema de "Modelo OSI y seguridad en la capa física".

Este cuestionario explora las aplicaciones del cifrado Vernam durante la Primera Guerra Mundial y la Guerra Fría. Se abordarán sus características fundamentales y su uso en la desencriptación de información enemiga. Al final del quiz, podrás evaluar tu comprensión sobre este método de cifrado y su relevancia histórica.