1. Glosario de Conceptos y Términos Clave
- Criptología: Es la ciencia general
conformada por la criptografía (diseño de sistemas de cifrado) y el
criptoanálisis (técnicas para romperlos).
- Principios de Kerckhoffs: Establecidos en
1883, dictan que la seguridad de un criptosistema no debe basarse en
mantener el algoritmo en secreto, sino exclusivamente en proteger la clave
de cifrado.
- Confusión y Difusión: Técnicas introducidas
por Claude Shannon en la década de 1940. La difusión busca
dispersar las estadísticas inherentes al lenguaje en el criptograma (por
ejemplo, mediante transposiciones), mientras que la confusión busca
hacer que la relación entre el texto en claro, la clave y el criptograma
sea lo más compleja posible (mediante sustituciones).
- Criptografía Simétrica y Asimétrica: La
simétrica utiliza una misma clave secreta compartida entre el emisor y el
receptor. La asimétrica (o de clave pública), planteada por Diffie y
Hellman en 1976, asigna a cada participante una clave pública conocida por
todos para cifrar, y una privada que solo el destinatario conoce para
descifrar.
2. El Problema de la
Distribución de Claves
- Limitación Simétrica: El gran reto de los
sistemas simétricos es cómo distribuir la clave criptográfica a través de
un canal inseguro sin que sea interceptada por miradas indiscretas.
- La Solución Asimétrica: La criptografía de
clave pública resuelve esto permitiendo cifrar una clave de sesión
simétrica usando la clave pública del destinatario.
- PKI y Certificados Digitales: Para evitar ataques donde un tercero suplanta la clave pública (man in the middle), se requieren Infraestructuras de Clave Pública (PKI) y Autoridades de Certificación (CA). Estas actúan como "terceras partes de confianza" para firmar y verificar la autenticidad de la clave pública de cada comunicante.
3. Clasificación de los
Sistemas Clásicos
Los sistemas históricos operaban
directamente sobre caracteres alfanuméricos mediante dos mecanismos principales:
A. Sistemas por Sustitución
Consisten en reemplazar cada
carácter del texto original por otro símbolo o carácter.
- Monoalfabéticos: Emplean un único alfabeto
de cifrado (ej. Cifrador del César), pero presentan un nivel de seguridad
débil al ser frágiles ante el análisis estadístico de frecuencias del
lenguaje.
- Homófonos: Asignan una mayor cantidad de
símbolos (homófonos) a las letras más frecuentes para "aplanar"
o suavizar la distribución estadística, dificultando el criptoanálisis.
- Polialfabéticos: Utilizan múltiples
alfabetos de cifrado que cambian dependiendo de una clave o posición,
logrando que una misma letra se cifre con caracteres distintos.
- Poligrámicos: Tratan el mensaje en bloques
de dos o más caracteres (digramas, trigramas) en lugar de procesarlos de
forma individual, apoyándose en matrices y aritmética modular, como ocurre
en el cifrador de Hill o Playfair.
B. Sistemas por Transposición
Consisten en reordenar o permutar
los caracteres del mensaje original, manteniendo exactamente los mismos
caracteres del texto en claro pero en posiciones distintas (por grupos, series,
columnas o filas).
4. De la Cifra Clásica a los
Algoritmos Modernos
Los principios fundamentales de
los sistemas clásicos persisten en la actualidad. Los algoritmos simétricos
modernos maximizan los conceptos propuestos por Shannon combinando operaciones
de no-linealidad, mezcla y desplazamientos. La principal evolución radica en
que, en lugar de utilizar operaciones de sustitución y transposición sobre
caracteres individuales o letras, operan a gran velocidad sobre cadenas y
bloques de bits.
