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Data Encryption Standard DES

DES fue el primer algoritmo
desarrollado comercialmente y surgió como resultado de la
petición del Departamento de Defensa de EE.UU. a
IBM.

Es un cifrador en bloque que utiliza una clave de 64
bits de longitud (de los cuales 8 son de paridad) para encriptar
bloques de 64 bits de datos. Se basa en
permutaciones, sustituciones y sumas módulo 2 (EXOR) y
consigue que la modificación de un bit del texto en claro
produzca aproximadamente el cambio de los
bits del criptograma con una probabilidad del
50%.

El mecanismo de ataque más práctico es el
de fuerza bruta,
el cual consiste en intentar desencriptar el texto cifrado con
todas las claves posibles (256  7 ·
1016 valores) y
comparar el resultado con el texto en claro original. Debido al
actual desarrollo
tecnológico, la seguridad
proporcionada por una clave de sólo 56 bits de longitud
está siendo cuestionada, lo que ha llevado a la
búsqueda de otros sistemas
simétricos alternativos (Triple-DES, IDEA, RC2,
…).

 Métodos
asimétricos o de clave pública (Utilizado por la
Firma Digital)

La criptografía asimétrica usa dos
claves, una para encriptar y otra para desencriptar, relacionadas
matemáticamente de tal forma que los datos encriptados por
una de las dos sólo pueden ser desencriptados por la otra.
Cada usuario tiene dos claves, la pública y la privada, y
distribuye la primera.

Estos algoritmos se
pueden utilizar de dos formas, dependiendo de si la clave
pública se emplea como clave de encriptación o de
desencriptación.

En el primer caso (figura 3), cuando un usuario, A,
quiere enviar información a otro usuario, B, utiliza la
clave pública de B, KpuB, para encriptar los datos. El
usuario B utilizará su clave privada (que sólo
él conoce), KprB, para obtener el texto en claro a partir
de la información (encriptada) recibida. Si otro usuario,
C, quiere enviar información al usuario B, también
empleará la clave pública KpuB. Este modo se puede
emplear para proporcionar el servicio de
confidencialidad, pues sólo el usuario B es capaz de
descifrar los mensajes que los usuarios A y C le han
enviado.

En el otro modo de operación (figura 4), es el
usuario B quien encripta la información utilizando su
clave privada, KprB, de forma que cualquiera que conozca KpuB
podrá descifrar la información transmitida. Este
modo se puede emplear para proporcionar el servicio de
autenticación, ya que la obtención del texto en
claro a partir del texto cifrado es una garantía de que el
emisor del mensaje es el propietario de KpuB (lógicamente,
para saber que el mensaje obtenido de la desencriptación
del texto cifrado es el texto en claro original, éste se
ha de obtener por otros medios para
realizar la comparación). Esto es la base de las firmas
digitales.

Desde el punto de vista de la confidencialidad, los
algoritmos simétricos proporcionan una mayor seguridad que
los simétricos a costa de una mayor carga computacional.
Es por esta razón por lo que generalmente se emplea una
combinación de ambos.

RSA (Rivest,
Shamir y Adleman)

Este algoritmo RSA78 fue inventado por R. Rivest, A.
Shamir y L. Adleman (de sus iniciales proviene el nombre del
algoritmo) en el Massachusetts Institute of Technology
(MIT).

RSA emplea las ventajas proporcionadas por las
propiedades de los números primos cuando se aplican sobre
ellos operaciones
matemáticas basadas en la función
módulo. En concreto,
emplea la función exponencial discreta para cifrar y
descifrar, y cuya inversa, el logaritmo discreto, el muy
difícil de calcular.

Los cálculos matemáticos de este algoritmo
emplean un número denominado el módulo
público, n, que forma parte de la clave
pública y que se obtiene a partir de la
multiplicación de dos números primos, p y
q, diferentes y grandes (del orden de 512 bits) y que
forman parte de la clave privada. La gran propiedad de
RSA es que, mientras que n es público, los valores de
p y q se pueden mantener en secreto debido a la
dificultad que entraña la factorización de un
número grande.

La robustez del algoritmo se basa en la facilidad para
encontrar dos números primos grandes frente a la enorme
dificultad que presenta la factorización de su producto.
Aunque el avance tecnológico hace que cada vez sea
más rápido un posible ataque por fuerza bruta, el
simple hecho de aumentar la longitud de las claves empleadas
supone un incremento en la carga computacional lo suficientemente
grande para que este tipo de ataque sea inviable. Sin embargo, se
ha de notar que, aunque el hecho de aumentar la longitud de las
claves RSA no supone ninguna dificultad tecnológica, las
leyes de
exportación de criptografía de
EE.UU. imponen un límite a dicha longitud.

Posibles
riesgos

Se han de asegurar los requisitos fundamentales
(confidencialidad y autenticación) tanto en la
transmisión de datos como en el almacenamiento de
éstos.

Los peligros que se pueden presentar pueden ser debidos
tanto a la actuación de atacantes como a fallos o mal uso
de los sistemas telemáticos.

Los ataques se pueden dividir en dos
categorías:

• Pasivos: el atacante o fisgón
  (eavesdropper) observa o escucha la información,
  pero no la manipula. En estos casos, no existen problemas de
  autenticidad.
• Activos: el atacante realiza algún tipo
  de modificación sobre la información transmitida.
  Estos ataques pueden ser de tres tipos
  básicos:
• • Suplantación de identidad.
  • Manipulación de la
    información.
  • Reactuación: la grabación de una
    comunicación con el objetivo
    de repetirla posteriormente (a esto hace referencia el
    requisito de idempotencia).

En lo que hace referencia al almacenamiento de datos,
los riesgos
más destacables son:

• Búsqueda de información confidencial
  por parte de los usuarios que tienen acceso al sistema pero no
  poseen la autorización necesaria para observar dicha
  información.
• Manipulación (tampering) de la
  información.
• Suplantación (masquerading): un usuario
  se hace pasar por otro para obtener privilegios
  adicionales.

Gabriel Pineda