Protección de Datos con Criptografía: Conceptos y Métodos

Cuando hablamos de redes, la fiabilidad, autenticidad u ocultación de la información son factores de máxima prioridad, ya sea en PCs domésticos o en grandes empresas. La criptografía nos permite garantizar estos factores aplicando una serie de transformaciones a los datos para convertirlos en texto cifrado, de modo que, aunque nuestros datos sean interceptados, serán inteligibles para quien los consiga.

Conceptos Básicos de Criptografía

La criptografía es la ciencia que estudia, desde un punto de vista matemático, los métodos de protección de la información, mientras que el criptoanálisis estudia técnicas para revertir los algoritmos criptográficos. El conjunto de ambos se conoce como criptología.

Cuando lo que se desea es garantizar la confidencialidad, se utiliza el cifrado. Este consiste en aplicarle un algoritmo de cifrado "f" a un mensaje "M" para transformarlo en un mensaje ininteligible, o texto cifrado, al que llamaremos "C".

C = f(M)

Para poder leer el mensaje, se necesitará el algoritmo de descifrado "f^-1", para recuperar el original.

M = f^-1(C)

El inconveniente de esto está en que, si el atacante descubre el algoritmo de descifrado, podrá interpretar todos los mensajes que intercepte. Por ello, en la actualidad se utiliza un algoritmo basado en una clave. En cuyo caso, hablaremos de una función de cifrado "f" con una clave de cifrado "k_c" y una función de descifrado "f^-1" con una clave de descifrado "k_d".

C = f(k_c ,M)

M = f^-1(k_d ,C) = f^-1(k_d ,f (f^-1(k_c ,M)))

Con este método, aunque alguien conozca la forma de descifrar los mensajes, se podría seguir utilizando el método de cifrado con una clave distinta. La "Suposición de Kerckhoffs" establece que los algoritmos deben ser conocidos públicamente, dependiendo su seguridad únicamente de las claves, siendo más seguro y efectivo mantener estas en secreto en lugar de ocultar el funcionamiento de los algoritmos.

Tipos de Algoritmos según su Seguridad

• Un algoritmo se considera seguro si es imposible obtener el texto en claro (M) aun conociendo el algoritmo y el texto cifrado (C).
• Un algoritmo es computacionalmente seguro si, aplicando el mejor método conocido, la cantidad de recursos necesarios para descifrar el mensaje son mayores de lo que está al alcance de cualquier persona.
• Un algoritmo es incondicionalmente seguro si no se puede revertir ni con recursos infinitos.

En la práctica, los algoritmos utilizados normalmente son los computacionalmente seguros, ya que los incondicionalmente seguros requieren demasiado tiempo de procesamiento, entre otros recursos.

Métodos para Atacar Algoritmos Criptográficos

La acción de intentar descifrar mensajes sin conocer la clave se conoce como ataque. Si tiene éxito, se considera que se ha conseguido "romper" el algoritmo. Existen dos formas de realizar un ataque:

• Criptoanálisis: Estudiando matemáticamente la forma de deducir el texto en claro a partir del texto cifrado.
• Fuerza bruta: Probando de uno en uno todos los valores posibles hasta encontrar uno que produzca un texto en claro con sentido.