Criptografía y Seguridad Digital: Conceptos Fundamentales y Aplicaciones

Criptología: Fundamentos Esenciales para la Seguridad Informática

La Criptología es una herramienta fundamental en la seguridad informática. Puede ser entendida como un medio para garantizar las propiedades esenciales de los recursos de un sistema: confidencialidad, integridad y disponibilidad.

Propiedades Fundamentales de la Seguridad Informática

• Confidencialidad: Asegura que la información solo sea accesible por personas autorizadas.
• Integridad: Garantiza que la información no ha sido alterada de forma no autorizada.
• Disponibilidad: Permite que los usuarios autorizados accedan a la información y los recursos cuando los necesiten.

Problemas Comunes en la Comunicación y la Seguridad

Para entender la importancia de la criptología, es crucial identificar los problemas que busca resolver:

• Comunicación Normal: Emisor → Mensaje → Receptor.
• Interrupción (Problema de Disponibilidad): Se produce una interrupción en la transmisión del mensaje, impidiendo que llegue al receptor.
• Intercepción (Problema de Confidencialidad): Un intruso intercepta los datos durante la comunicación (Emisor → Mensaje → Receptor con Intruso).
• Falsificación (Problema de Integridad y Confidencialidad): Un intruso captura un mensaje y lo modifica o genera uno nuevo, haciéndolo pasar por legítimo.

Mecanismos para Garantizar la Seguridad

La criptología ofrece soluciones para mitigar estos riesgos:

• La confidencialidad se logra utilizando mecanismos que, aunque la información sea robada, impidan el acceso no autorizado a su contenido.
• La integridad es más compleja de lograr. Se consigue con el uso de varios mecanismos que garantizan la autenticidad de la información y permiten verificar si ha sufrido alguna modificación desde su creación.

Criptografía Clásica: Orígenes y Métodos

La criptografía clásica engloba los métodos utilizados antes de la era digital. Las técnicas eran ingeniosas y variadas, desde muy simples hasta complejas, empleadas para enviar mensajes secretos entre las personas.

Ejemplos de Cifrados Clásicos

• La Escítala

  Un método para cifrar mensajes que consistía en una cinta que se enrollaba en un bastón. El mensaje se escribía sobre la cinta enrollada, y al desenrollarla, el texto se volvía ilegible sin un bastón del mismo diámetro.

• Cifrado César

  Aplica un desplazamiento constante (comúnmente de tres caracteres) al texto en claro. Por ejemplo, 'A' se convierte en 'D', 'B' en 'E', etc.

• Cifrado Vigenère

  Es un cifrado basado en diferentes series de caracteres, utilizando una palabra clave. Es un cifrado de sustitución polialfabético que permite garantizar la confidencialidad de manera más robusta que el cifrado César.

Criptografía Asimétrica y Firmas Digitales

La criptografía asimétrica, también conocida como criptografía de clave pública, utiliza un par de claves (una pública y una privada) para cifrar y descifrar. Algunos ejemplos notables de esta son RSA y ElGamal. Se puede ver claramente que existe asimetría en ella: lo que se cifra con una llave se puede descifrar con la otra.

Firmas Digitales y Funciones Hash

Una firma digital es un documento que permite garantizar la integridad de un documento y se puede relacionar de manera única al firmante con su firma. Se basa en el uso de funciones hash.

Una función hash es una función matemática que, a partir de un documento de N bits, entrega una cadena de M bits (un"resume" o"huella digita"). Una de sus características clave es que son unidireccionales, lo que significa que es computacionalmente inviable reconstruir el documento original a partir de su hash.