Programando a medianoche

Hace un par de semanas estuve dictando un curso sobre Certificados Digitales, Firma Digital y su utilización desde .NET, y me pareció interesante escribir algunos artículos sobre el tema para aquellos que necesitan hacer, por ejemplo, autenticación de usuarios a través de certificados de cliente, encriptación de la información a través de SSL, firma digital de documentos, etc.

Antes de comenzar a utilizar algunas herramientas y mostrarles código voy a hacer una breve introducción a algunos conceptos que son importantes que nos queden en claro.

Muy breve resumen de la historia de la criptografía

En la historia desde hace miles de años que el hombre trata de ocultar sus mensajes y escritos de ojos a los cuales no desea mostrar su contenido, y para esto encripta estos textos utilizando, en un principio, métodos sencillos que incluían el uso de lápiz, papel o alguna máquina sencilla. Luego, a principios del siglo XX, comenzó a utilizar máquinas mecánicas y electromecánicas, como la conocida máquina de rotores llamada Enigma, la cual fue utilizada por las fuerzas Alemanas desde 1930, proporcionando métodos de cifrado más complejos y eficientes.

La criptografía moderna comenzó cuando Claude Shannon publicó el artículo Communication Theory of Secrecy Systems en la Bell System Technical Journal en 1949, y poco tiempo después, junto a Warren Weaver, publicaron el libro Mathematical Theory of Communication. Estos documentos, juntos con otros publicados posteriormente, formaron las bases de la teoría de la criptografía, aunque fueron organizaciones gubernamentales secretas (como la NSA) las que siguieron con la investigación. Recién a mediados de los 70 hubieron grandes avances a nivel público: la creación del estándar de cifrado DES (Data Encryption Standard) y la creación de la criptografía asimétrica.

Métodos de cifrado

Los métodos de cifrado de la criptografía moderna se dividen, a gran escala, en dos: cifrado de flujo y cifrado de bloques, y éste último a su vez se divide en cifrado simétrico (con clave secreta) y cifrado asimétrico (con clave pública).

Cifrado de flujo

Los algoritmos de cifrado de flujo pueden realizar el cifrado incrementalmente, transformando el mensaje original en un mensaje cifrado bit a bit. Esto lo logra construyendo un generador de flujo de clave, el cual es una secuencia de bits de tamaño arbitrario que puede emplearse para oscurecer el contenido del flujo de datos combinando el flujo de clave con el flujo de datos mediante la función XOR. Si el flujo de clave es seguro, el flujo de datos cifrados también lo será.

Este método es utilizado en algunas aplicaciones como el cifrado de conversaciones telefónicas, donde el cifrado en bloques es inapropiado porque los flujos de datos se producen en tiempo real en pequeños fragmentos y las muestras de datos pueden ser muy pequeñas (hasta de 1 bit), y sería un desperdicio rellenar el resto de los bits antes de cifrar el mensaje y transmitirlo.

Cifrado por bloques

En este tipo de cifrado el mensaje se agrupa en bloques, por lo general de 128 bits o más, antes de aplicar el algoritmo de cifrado a cada parte de forma independiente utilizando la misma clave.

Cifrado simétrico

La criptografía simétrica es el método criptográfico que usa una misma clave para cifrar y descifrar los mensajes. Las dos partes que se comunican deben ponerse de acuerdo de antemano sobre la clave a utilizar y, una vez que ambas tienen acceso a esta clave, el remitente cifra el mensaje utilizándola, lo envía al destinatario, y éste lo descifra con la misma clave.

Existen algunos algoritmos muy conocidos, como el DES (Data Encryption Standard), el cual fue un diseño de unidad de cifrado por bloques de gran influencia desarrollado por IBM y publicado como estándar en 1977.

Cifrado asimétrico

El cifrado asimétrico es el método criptográfico que usa un par de claves para el envío de mensajes. Una de estas claves es pública y se puede entregar a cualquier persona, la otra clave es privada y el propietario debe guardarla de modo que nadie tenga acceso a ella. Los métodos criptográficos garantizan que ese par de claves sólo se puede generar una vez, de modo que se puede asumir que no es posible que dos personas hayan obtenido casualmente el mismo par de claves.

Si el remitente usa la clave pública del destinatario para cifrar el mensaje, una vez cifrado, sólo la clave privada del destinatario podrá descifrar este mensaje, ya que es el único que la posee. Por lo tanto se logra la confidencialidad del envío del mensaje, nadie salvo el destinatario puede descifrarlo, ni siquiera la misma persona que generó el mensaje.

Si el propietario del par de claves utiliza su clave privada para cifrar el mensaje, cualquiera que posea su clave pública podrá descifrarlo. En este caso se consigue tanto la identificación como la autenticación del remitente, ya que se sabe que sólo pudo haber sido él quien utilizó su clave privada (salvo alguien se la hubiese podido robar). Esta idea es el fundamento de la firma electrónica, de la cual hablamos más abajo.

Los sistemas de cifrado de clave pública o sistemas de cifrado asimétricos se crearon con el fin de evitar el problema del intercambio de claves que posee el sistema de cifrado simétrico. Con las claves públicas no es necesario que el remitente y el destinatario se pongan de acuerdo en la clave a emplear. Todo lo que se requiere es que, antes de iniciar la comunicación secreta, el remitente consiga una copia de la clave pública del destinatario. Es más, esa misma clave pública puede ser usada por cualquiera que desee comunicarse con su propietario.

Cabe mencionar que aunque una persona lograra obtener la clave pública, no podría descifrar el mensaje encriptado con esta misma clave, sólo podría encriptar mensajes que podrían ser leídos por el propietario de la clave privada.

Reciente

Puede seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del RSS 2.0.
También puede hacer un trackback desde su sitio.