Criptografía y Funciones Hash

Criptografía

• Consiste en aplicar un algoritmo a un documento original para generar un nuevo documento cifrado, ininteligible directamente.
• El destinatario aplica el algoritmo inverso para recuperar el documento original.
• La clave, un conjunto de valores combinados con el documento original según el algoritmo, es esencial para la privacidad.
• Con solo el documento cifrado, es imposible deducir el documento original o la clave.
• Las claves son combinaciones de símbolos como letras, números y signos de puntuación.
• Se deben tomar medidas contra ataques de fuerza bruta y de diccionario, como:
  • Usar claves largas.
  • Cambiar la clave regularmente.
  • Utilizar todos los tipos de caracteres posibles.
  • Evitar palabras fácilmente identificables.
  • Detectar e informar sobre intentos fallidos repetidos.
• La función HASH es un algoritmo matemático que transforma cualquier bloque de datos en una serie de caracteres de longitud fija.
• El valor hash de salida siempre tiene la misma longitud, independientemente de la longitud de los datos de entrada.
• Dos técnicas sencillas de cifrado son:
  • Sustitución: Cambia el significado de elementos básicos como letras o dígitos. Ejemplo: Cifrado de Polibios.
  • Transposición: Reordena los elementos básicos sin modificarlos

Algoritmo Simétrico

• Las partes que se comunican deben acordar de antemano la clave única a utilizar.
• La seguridad del cifrado depende de la clave, no del algoritmo, que suele ser conocido.
• Sin la clave, no es posible descifrar el mensaje.
• Características principales:
  • Clave única para cifrar y descifrar, compartida entre emisor y receptor.
  • Alta velocidad y baja complejidad computacional, ideal para grandes volúmenes de información.
  • Requiere métodos seguros para la distribución de claves compartidas.
  • Vulnerable en el intercambio de claves.
  • Implementa confidencialidad, pero no integridad, disponibilidad, autenticación y no repudio.
• Ejemplos comunes: AES (Advanced Encryption Standard), DES (Data Encryption Standard) y Blowfish.

Algoritmo Asimétrico

• Utiliza un par de claves generadas conjuntamente: una pública y una privada.
• La clave pública se comparte abiertamente, mientras que la clave privada se mantiene en secreto.
• Los datos cifrados con la clave pública solo se descifran con la clave privada, y viceversa.
• Ofrece seguridad en el intercambio de claves, ya que la clave pública se comparte libremente.
• Requiere mayor carga computacional, siendo más lento y necesitando más recursos.
• Se utiliza para la comprobación de identidad e intercambio de claves, no para cifrar grandes volúmenes de datos.
• Implementa confidencialidad, integridad, autenticación y no repudio, pero no disponibilidad.
• Algoritmos comunes: RSA (RivestShamir-Adleman), DSA (Digital Signature Algorithm) y ECC (Elliptic Curve Cryptography).

Algoritmo Híbrido

• La mayoría de las aplicaciones utilizan cifrado híbrido, combinando:
  • Criptografía asimétrica para el intercambio seguro de claves simétricas.
  • Criptografía simétrica para la transmisión eficiente de la información.
• Un ejemplo es el protocolo SSH.

Firma Digital

• Mecanismo que garantiza la identidad del emisor y la integridad del mensaje.
• Asegura autenticación, integridad y no repudio en origen, impidiendo que el emisor niegue haber enviado el mensaje.
• Es un cifrado del mensaje que utiliza la clave privada en lugar de la pública,
• Proceso:
  • El emisor aplica una función hash al documento, creando una huella digital que garantiza integridad.
  • El documento original (sin cifrar) y la firma digital (hash cifrado con la clave privada) se envían al receptor.
  • La firma digital vincula el documento a la identidad del emisor.
  • El receptor calcula el hash del documento y descifra la firma digital con la clave pública del emisor.
  • Si ambos hashes coinciden, se confirma la integridad y autenticidad del documento.

Certificado Digital

• También conocido como "Terceras partes de confianza".
• Soluciona el problema de comunicaciones seguras entre máquinas distantes, implementando una PKI (Public Key Infrastructure).
• Instituciones clave:
  • Autoridad de Certificación (CA): Emite y gestiona certificados digitales, verificando la identidad del solicitante (ej., FNMT).
  • Autoridad de Registro (RA): Verifica la identidad en nombre de la CA (ej., INSS, comisarías).
  • Autoridad de Validación (VA): Comprueba la validez de los certificados.
  • Repositorio de Certificados (CR): Base de datos de certificados emitidos y listas de revocación (CRL).
  • Lista de Revocación de Certificados (CRL): Indica si un certificado ha sido revocado antes de su expiración.
• Información importante en un certificado: quién firma, para quién firma, usos de la clave, fecha de firma, caducidad, algoritmos utilizados.
• Pasos para autenticación con PKI:
  • El servidor obtiene una firma de su clave pública por una CA.
  • El cliente tiene la clave pública de la CA en su llavero.