Criptografia Moderna

Criptografia Moderna

1. Alguna terminología básica

   • Texto sin formato: mensaje original
   • Texto cifrado - mensaje codificado
   • Cipher - algoritmo para transformar el texto plano en texto cifrado
   • Clave: información utilizada en el cifrado que solo el remitente / receptor conoce
   • Encriptar (encriptar) - convertir texto plano a texto cifrado
   • Descifrar (descifrar): recuperar texto cifrado del texto sin formato
   • Criptografía: estudio de los principios / métodos de cifrado
   • Criptoanálisis (descifrado de códigos): estudio de principios / métodos de descifrar texto cifrado sin conocer la clave
   • Criptología: campo de criptografía y criptoanálisis

2. Requisitos

   • Hay dos requisitos para el uso seguro de simétrico cifrado
     • Un fuerte algoritmo de encriptación
     • El remitente y el receptor deben haber obtenido copias de la clave secreta de forma segura y debe mantener la clave segura
   • La seguridad de la encriptación simétrica depende de la secreto de la clave, no el secreto del algoritmo
     • Esto hace que sea factible para un uso generalizado
     • Los fabricantes pueden y han desarrollado chips de bajo costo implementaciones de algoritmos de cifrado de datos
     • Estos chips están ampliamente disponibles e incorporados en un número de productos

3. Criptografía

   • sistemas criptográficos se clasifican genéricamente a lo largo de tres dimensiones independientes
     • El tipo de operaciones utilizadas para transformar el texto plano en texto cifrado
       • Sustitución, Cada elemento en el texto plano está mapeado en otro elemento, Transposición, Los elementos en el texto plano se reorganizan, Requisito fundamental es que no se pierda ninguna información, Sistemas de productos, Involucrar múltiples etapas de sustituciones y transposiciones
     • La cantidad de claves utilizadas
       • Conocida como clave secreta simétrica, de una sola clave, o encriptación convencional si tanto el emisor como el receptor usan el misma llave, Conocido como cifrado asimétrico, de dos teclas o de clave pública si el emisor y el receptor usan una clave diferente La cantidad de claves utilizadas
     • La forma en que se procesa el texto simple
       • Block cipher processes the input one block of elements at a time, producing an output block for each input block, Stream cipher processes the input elements continuously, producing output one element at a time, as it goes along

4. Criptoanálisis

   • Un esquema de cifrado es computacionalmente seguro si el texto cifrado generado por el esquema cumple con uno o ambos de los siguientes criterios
     • El costo de descifrar el cifrado excede el valor de la información encriptada
     • El tiempo requerido para romper el cifrado excede la vida útil de la información

5. Ataque de fuerza bruta

   • Implica probar todas las claves posibles hasta que sea inteligible Se obtiene traducción del texto cifrado a texto sin formato
   • En promedio, se debe intentar la mitad de todas las claves posibles para alcanzar el éxito
   • A menos que se proporcione texto sin formato conocido, el analista debe ser capaz de reconocer el texto plano como texto sin formato
   • Para complementar el enfoque de la fuerza bruta
     • Algunos medios para distinguir automáticamente el texto sin formato de garble también es necesario
     • Algún grado de conocimiento sobre lo esperado texto plano es necesario

6. Estándar de encriptación de datos (DES)

   • Esquema de cifrado más utilizado
   • Emitido en 1977 como Procesamiento de Información Federal Estándar 46 (FIPS 46) por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST)
   • El algoritmo en sí mismo se conoce como Datos Algoritmo de cifrado (DEA)

7. Algoritmo DES

   • Descripción del algoritmo
     • El texto simple tiene 64 bits de longitud, La clave tiene 56 bits de longitud, La estructura es una variación menor de la red Feistel, Hay 16 rondas de procesamiento, El proceso de descifrado es esencialmente el mismo que el proceso de cifrado
   • La fuerza de DES
     • Las preocupaciones se dividen en dos categorías
       • El algoritmo en ITSELF
         • Se refiere a la posibilidad de que el criptoanálisis sea posible por explotando las características del algoritmo
       • El uso de una clave de 56 bits
         • La velocidad de los procesadores comerciales listos para usar amenaza la seguridad

8. Pautas 3DES

   • FIPS 46-3 incluye las siguientes pautas para 3DES
     • 3DES es el cifrado simétrico aprobado por FIPS algoritmo de elección
     • El DES original, que usa una sola clave de 56 bits, es permitido bajo el estándar para sistemas heredados solamente; las nuevas adquisiciones deben ser compatibles con 3DES
     • Organizaciones gubernamentales con sistemas DES heredados se les anima a hacer la transición a 3DES
     • Se prevé que 3DES y Advanced El estándar de cifrado (AES) coexistirá como aprobado por FIP algoritmos, lo que permite una transición gradual a AES

9. Aleatorio y pseudoaleatorio Números

   • Una serie de algoritmos de seguridad de red basados en la criptografía hace uso de números aleatorios
     • Ejemplos
       • Generación de una clave simétrica para su uso como temporal clave de sesión; utilizado en una serie de aplicaciones de red como Transport Layer Security, Wi-Fi, seguridad de correo electrónico y Seguridad IP
       • En una serie de escenarios de distribución de claves, como Kerberos, se usan números aleatorios para el apretón de manos para evitar la repetición ataques
   • Dos requisitos distintos y no necesariamente compatibles para una secuencia de números aleatorios son
     • Aleatoriedad impredecibilidad

10. Diseño del algoritmo

    • Algoritmos creados a propósito
      • Diseñado específicamente y únicamente para el propósito de generar secuencias de bits pseudoaleatorios
    • Algoritmos basados en criptografía existente Algoritmos
      • Los algoritmos criptográficos tienen el efecto de entrada aleatoria . Puede servir como núcleo de los PRNG
    • Tres amplias categorías de criptográfico los algoritmos son comúnmente utilizado para crear PRNG Diseño de flujo de cifrado consideraciones
      • Cifrados de bloque simétricos . Cifras asimétricas . Funciones hash y autenticación de mensajes códigos

11. Diseño de flujo de cifrado consideraciones

    • La secuencia de cifrado debe tener un período grande
      • Cuanto más largo sea el período de repetición, más difícil será hacer criptoanálisis
    • El flujo de claves debe aproximarse a las propiedades de un verdadero secuencia de números aleatorios lo más cerca posible
      • Cuanto más aleatorio es el flujo de claves, más aleatorizó el texto cifrado, haciendo que el criptoanálisis sea más difícil
    • El generador de números pseudoaleatorio está condicionado a valor de la clave de entrada
      • Para protegerse de los ataques de fuerza bruta, la clave debe ser suficientemente largo
      • Con la tecnología actual, una longitud de clave de al menos 128 bits es deseable