Fundamentos de la Criptografía: Tipos de Cifrado y Servicios de Seguridad Digital

Criptografía: Definición y Alcance

La criptografía, cuya definición según el diccionario es "Arte de escribir con clave secreta o de un modo enigmático", es una técnica, o más bien un conjunto de técnicas, que originalmente tratan sobre la protección o el ocultamiento de la información frente a observadores no autorizados.

Objetivos y Servicios Fundamentales de la Criptografía

Los servicios criptográficos garantizan la seguridad de la información mediante los siguientes mecanismos:

Confidencialidad

Solamente los usuarios autorizados tienen acceso a la información.

Integridad de la información

Garantía ofrecida a los usuarios de que la información original no será alterada, ni intencional ni accidentalmente.

Autenticación de usuario

Proceso que permite al sistema verificar si el usuario que pretende acceder o hacer uso del sistema es quien dice ser.

Autenticación de remitente

Proceso que permite a un usuario certificar que el mensaje recibido fue, de hecho, enviado por el remitente y no por un suplantador.

Autenticación del destinatario

Proceso que permite garantizar la identidad del usuario destinatario.

No repudio en origen

Mecanismo que asegura que, cuando se reciba un mensaje, el remitente no pueda negar haber enviado dicho mensaje.

No repudio en destino

Mecanismo que asegura que, cuando se envía un mensaje, el destinatario no pueda negar haberlo recibido cuando le llegue.

Autenticación de actualidad (No Replay)

Consiste en probar que el mensaje es actual y que no se trata de un mensaje antiguo reenviado.

Tipos Fundamentales de Criptosistemas

Existen dos tipos fundamentales de criptosistemas o sistemas de cifrado:

• Criptosistemas simétricos o de clave privada: Son aquellos que emplean una misma clave k tanto para cifrar como para descifrar.
• Criptosistemas asimétricos o de clave pública: Emplean una doble clave (k_p, k_P). k_p se la conoce como clave privada y k_P se la conoce como clave pública.

Estructura Formal de un Criptosistema (La Quíntupla M, C, K, E, D)

Un criptosistema se define formalmente como una quíntupla (M, C, K, E, D), donde cada elemento representa un componente esencial:

M (Mensaje)

Representa el conjunto de todos los mensajes sin cifrar (lo que se denomina texto claro o plaintext) que pueden ser enviados.

C (Criptograma)

Representa el conjunto de todos los posibles mensajes cifrados o criptogramas.

K (Clave)

Representa el conjunto de claves que se pueden emplear en el criptosistema.

E (Cifrado)

Es el conjunto de transformaciones de cifrado o familia de funciones que se aplica a cada elemento de M para obtener un elemento de C. Existe una transformación diferente E_k para cada valor posible de la clave k.

D (Descifrado)

Es el conjunto de transformaciones de descifrado, análogo a E.

Conceptos Relacionados y Contexto de Implementación

Esteganografía

El empleo de canales subliminales, que consiste en ocultar en el interior de una información, aparentemente inocua, otro tipo de información (cifrada o no).

Criptoanálisis

Consiste en comprometer la seguridad de un criptosistema.

Contexto de Sistemas Informáticos

Sistemas aislados

Son los que no tienen acceso a ningún tipo de red.

Sistemas interconectados

Constituyen el caso más general y extendido. De hecho, hoy por hoy casi cualquier ordenador está conectado a alguna red.