El documento trata sobre la criptografía y su historia. Explica que la criptografía es la escritura oculta y describe los diferentes tipos de cifrados como los simétricos, donde la misma clave se usa para cifrar y descifrar, y los asimétricos, donde se usan pares de claves. También discute avances importantes como el desarrollo del cifrado de clave pública y cómo esto cambió fundamentalmente la distribución de claves criptográficas. Finalmente, analiza brevemente algunos algoritmos criptográficos

1. CURSO: INTRODUCCIÓN A LA
INGENIERÍA
TEMA: CRIPTOGRAFÍA
PROFESOR: ING.
GERARDO TINCOSO
CICLO I
2012

2. Del griego kryptos, que significa
oculto y gráphein que quiere decir
escritura. Según la etimología,
diríamos que la criptografía es la
«escritura oculta».
Para encriptar se debe transformar
un texto mediante un método cuya
función inversa únicamente
conocen las personas autorizadas.
Así se puede utilizar un algoritmo

3. El criptoanálisis abarca muchas
técnicas diversas, muchas veces no
dependen del conocimiento del
algoritmo sino que mediante sistemas
de aproximación matemática se
puede descubrir el texto en claro o la
clave.

4. La dificultad del análisis depende de
la información disponible, así el
criptoanalista puede tener acceso a:
• Un criptograma
• Un criptograma y su texto en claro.
• Un texto claro elegido y su
criptograma.
• Un criptograma elegido y su texto
en claro.

5. En el criptoanálisis científico se utilizan la
siguientes definiciones:
• Distancia unívoca.
• Sistema incondicionalmente seguro.
• Romper un sistema.
• Sistema probablemente seguro.
• Sistema condicionalmente seguro.

6. No existen los sistemas completamente
seguros, siempre se pueden violar
probando todas las claves posibles. Por lo
tanto, en criptografía se buscan sistemas
que cumplan una de siguientes
condiciones:
• El precio para romperlo es más caro que
el valor de la información.
• El tiempo necesario para romperlo es

7. Se prueban todas las claves posibles. Es el
más utilizado pero el menos científico. Se
puede hacer siguiendo una lógica
(nombres propios, geográficos, etc...) o
aleatoriamente.
En el caso de no utilizar una lógica se
calcula una probabilidad de acierto del
50% de los intentos.

8. Son los métodos tradicionales, es mejor
que prueba y ensayo pero sólo sirve para
algoritmos actualmente en desuso.
Aprovechan la estadística de la fuente.
En un texto de lengua castellana, la
estadística de las letras más comunes es:
• 16,8% E.
• 12% A.
• 8,7% 0.
• 8% L y S.

9. Si el sistema sustituye las letras por otros
símbolos, utilizando la frecuencia de
aparición es muy fácil detectar la
correspondencia entre símbolo y letra.
Si se utilizan agrupaciones de letras el
efecto es:
• Más facilidad para la detección de
grupos de letras porque se ajustan más
a las estadísticas. En español las
agrupaciones d-e y q-u-e son muy

10. Una solución fácil contra estos
sistemas es comprimir los ficheros
antes de la encriptación, así se
cambia la estadística y, por lo tanto,
se dificulta el análisis.

11. El uso más antiguo conocido de la criptografía
se halla en jeroglíficos no estándares tallados
en monumentos del Antiguo Egipto (hace más
de 4500 años).
Los romanos sí sabían algo de criptografía con
toda seguridad (por ejemplo, el cifrado César y
sus variaciones). Hay una mención antigua a un
libro sobre criptografía militar romana
(especialmente la de Julio César);
desafortunadamente, se ha perdido.

12. La criptografía tiene una larga tradición en
las escrituras religiosas que podrían
ofender a la cultura dominante o a las
autoridades políticas. Quizás el caso más
famoso es el 'Número de la bestia', del libro
del Apocalipsis en el Nuevo Testamento
cristiano. El '666' puede ser una forma
criptográfica (es decir, cifrada) de ocultar

13. Fue probablemente el análisis textual del
Corán, de motivación religiosa, lo que llevó
a la invención de la técnica del análisis de
frecuencias para romper los cifrados por
sustitución monoalfabéticos, en algún
momento alrededor del año 1000. Fue el
avance criptoanalítico más importante
hasta la Segunda Guerra Mundial.
Esencialmente, todos los cifrados quedaron

14. La criptografía se hizo todavía más importante
(secretamente) como consecuencia de la
competición política y la revolución religiosa. Por
ejemplo, en Europa, durante el Renacimiento,
ciudadanos de varios estados italianos, incluidos
los Estados Pontificios y la Iglesia Católica,
fueron responsables de una rápida proliferación
de técnicas criptoanalíticas, de las cuales muy
pocas reflejaban un entendimiento (o siquiera el
conocimiento) del avance de Alberti.
Fuera del Medio Oriente y Europa, la criptografía

15. Edgar Allan Poe desarrolló métodos
sistemáticos para resolver cifrados en los
años 1840. Concretamente, colocó un
anuncio de sus capacidades en el periódico
de Filadelfia Alexander's Weekly (Express)
Messenger, invitando al envío de cifrados,
que él procedía a resolver. Su éxito creó
excitación entre el público durante unos
meses. Más tarde escribió un ensayo sobre

16. En la Segunda Guerra Mundial, las
máquinas de cifrado mecánicas y
electromecánicas se utilizaban
extensamente, aunque, allá donde estas
máquinas eran poco prácticas, los sistemas
manuales continuaron en uso. Se hicieron
grandes avances en la rotura de cifrados,
todos en secreto. La información acerca de
esta época ha empezado a desclasificarse

17. Los criptógrafos de la Armada
estadounidense (en cooperación con
criptógrafos británicos y holandeses a
partir de 1940) rompieron varios sistemas
criptográficos de la Armada japonesa. La
rotura de uno de ellos, el JN-25, condujo a
la célebre victoria estadounidense de la
Batalla de Midway. Un grupo del ejército
estadounidense, el SIS, consiguió romper el

18. Los alemanes hicieron gran uso de diversas
variantes de una máquina de rotores
electromecánica llamada Enigma. El matemático
Marian Rejewski, de la Oficina de Cifrado polaca,
reconstruyó en diciembre de 1932 la máquina
Enigma del ejército alemán, utilizando la
matemática y la limitada documentación
proporcionada por el capitán Gustave Bertrand,
de la inteligencia militar francesa. Este fue el
mayor avance del criptoanálisis en más de mil
años.

19. La era de la criptografía moderna comienza
realmente con Claude Shannon, que podría
decirse que es el padre de la criptografía
matemática. En 1949 publicó el artículo
Communication Theory of Secrecy Systems en la
Bell System Technical Journal, y poco después el
libro Mathematical Theory of Communication, con
Warren Weaver. Estos trabajos, junto con los
otros que publicó sobre la teoría de la
información y la comunicación, establecieron una

20. A mediados de los 70 se vivieron dos importantes
avances públicos (es decir, no secretos). El
primero fue la publicación del borrador del Data
Encryption Standard en el Registro Federal
estadounidense el 17 de marzo de 1975. La
propuesta fue enviada por IBM, por invitación de
la Oficina Nacional de Estándares (ahora NIST),
en un esfuerzo por desarrollar sistemas de
comunicación electrónica segura para las
empresas como los bancos y otras organizaciones

21. DES fue suplantado oficialmente por el Advanced
Encryption Standard (AES) en 2001, cuando el
NIST anunció el FIPS 197. Tras una competición
abierta, el NIST seleccionó el algoritmo Rijndael,
enviado por dos criptógrafos belgas, para
convertirse en el AES. El DES, y otras variantes
más seguras (como el Triple DES; ver FIPS 46-3),
todavía se utilizan hoy en día, y se han
incorporado en muchos estándares nacionales y
de organizaciones. Sin embargo, se ha

22. El segundo desarrollo, en 1976, fue quizás más
importante todavía, ya que cambió de manera
fundamental la forma en la que los criptosistemas
pueden funcionar. Fue la publicación del artículo
New Directions in Cryptography, de Whitfield
Diffie y Martin Hellman. Introdujo un método
radicalmente nuevo para distribuir las claves
criptográficas, dando un gran paso adelante para
resolver uno de los problemas fundamentales de
la criptografía, la distribución de claves, y ha

23. Antes de eso, todos los algoritmos de cifrado
útiles eran algoritmos de cifrado simétrico, en los
que tanto el remitente como el destinatario
utilizan la misma clave criptográfica, que ambos
deben mantener en secreto. Todas las máquinas
electromecánicas utilizadas en la Segunda Guerra
Mundial eran de esta clase lógica, al igual que los
cifrados César y Atbash y en esencia todos los
cifrados y sistemas de códigos de la historia. La

24. En contraste, el cifrado de clave asimétrica utiliza
un par de claves relacionadas matemáticamente,
en el que una de ellas descifra el cifrado que se
realiza con la otra. Algunos (pero no todos) de
estos algoritmos poseen la propiedad adicional de
que una de las claves del par no se puede deducir
de la otra por ningún método conocido que no sea
el ensayo y error. Con un algoritmo de este tipo,
cada usuario sólo necesita un par de claves.
Designando una de las claves del par como
privada (siempre secreta) y la otra como pública

25. La efectividad de los algoritmos asimétricos
depende de una clase de problemas matemáticos
conocidos como funciones de un solo sentido, que
requieren relativamente poca potencia de cálculo
para ejecutarse, pero muchísima potencia para
calcular la inversa. Un ejemplo clásico de función
de un sentido es la multiplicación de números
primos grandes. Es bastante rápido multiplicar
dos primos grandes, pero muy difícil factorizar el
producto de dos primos grandes. Debido a las
propiedades matemáticas de las funciones de un

26. El actor más notable en la defensa del cifrado
fuerte para uso público fue Phil Zimmermann con
la publicación de PGP (Pretty Good Privacy) en
1991. Distribuyó una versión freeware de PGP
cuando previó la amenaza de una legislación, por
aquel entonces en consideración por el gobierno
estadounidense, que requeriría la creación de
puertas traseras en todas las soluciones
criptográficas desarrolladas dentro de EEUU. Sus
esfuerzos para publicar PGP en todo el mundo le
granjearon una larga batalla con el Departamento

27. Aunque los cifrados modernos como el AES están
considerados irrompibles, todavía siguen
adoptándose malos diseños, y en las décadas
recientes ha habido varias roturas criptoanalíticas
notables. Ejemplos famosos de diseños
criptográficos que se han roto incluyen al DES, el
primer esquema de cifrado Wi-Fi, WEP, el sistema
Content Scramble System utilizado para cifrar y
controlar el uso de los DVD, y los cifrados A5/1 y
A5/2 utilizados en los teléfonos móviles GSM.
Además, no se ha demostrado que alguna de las

28. Es el sistema de criptografía más antiguo.
Se utiliza desde los tiempos de Julio Cesar
hasta la actualidad. Se caracteriza por usar
la misma clave para encriptar y
desencriptar. Toda la seguridad está
basada en la privacidad de esta clave
secreta, llamada simétrica porque es la
misma para el emisor y el receptor.

29. Los algoritmos simétricos encriptan bloques de texto, el
tamaño de los bloques puede ser constante o variable
según el tipo de algoritmo. Tienen 4 formas de
funcionamiento:
• Electronic CodeBook (ECB): Se encriptan los bloques de
texto por separado.
• Cipher Block Chainning (CBC): Los bloques de
criptograma se relacionan entre ellos mediante
funciones OR-EXCLUSIVA.
• Cipher FeedBack (CFB): Se realiza una OR-EXCLUSIVA
entre caracteres o bits aislados del texto y las salidas

30. Los algoritmos simétricos son más sencillos que los
asimétricos, por ese motivo los procesos son más simples
y rápidos. Los algoritmos más utilizados son:
• DES (Data Encryption Standard): El más utilizado y más
antiguo, en 20 años nunca ha sido roto. Está sujeto a
las leyes de seguridad de U.S.A.
• IDEA (International Data Encryption Algorithm): Se
utiliza mucho en sistemas nuevos europeos. No está
sujeto a las leyes de ningún país.
• RC5: Algoritmo adoptado por Netscape, no está
probada completamente su seguridad.

31. Para cada tipo de servicio se encripta de
manera diferente:
• Confidencialidad
• Autenticación
• Firma digital

32. En estos sistemas también funciona el
criptoanálisis de "prueba y ensayo" y se puede
aplicar las mismas suposiciones que en
algoritmos simétricos. Aparte de este método,
también hay algoritmos matemáticos para
obtener la clave privada desde la pública pero, si
el algoritmo es bueno, éstos son más caros que el
valor de la información. Para complicar estos
sistemas de criptoanálisis se utilizan claves muy
largas. El inconveniente de estos sistemas es la

33. Sustituyen cada letra por otra que ocupa la
misma posición en un alfabeto desordenado, así
se consiguen tantas claves como posibilidades de
alfabetos hay:
Nº de claves 26! = 4 x 10^26
Es mucho mejor que el de Julio Cesar y tiene más
claves que el sistema más utilizado actualmente
DES (2^56 = 7,2 x 10^16 claves). No se puede
utilizar prueba y ensayo para romperlo. El
problema está en cómo recordar la clave, es decir,
el alfabeto desordenado. Para ello se utiliza una

34. El sistema es el siguiente:
1. Se busca una palabra (clave) fácil de recordar y
se le quitan las letras duplicadas.
SEGURIDAD => SEGURIDA
2. Se añaden al final de la palabra las restantes
letras del alfabeto.
SEGURIDABCFH..................XYZ
3. Se ordenan en una matriz cuya primera fila es
la palabra clave
SEGURIDA
BCFHJKLM
NOPQTVWX
YZ

35. Se utilizan para cambiar las estadísticas del criptograma. A
cada letra le corresponde un alfabeto. Pero, ¿qué alfabeto?. Un
sistema ideal utilizaría como clave alfabetos aleatorios pero
serían imposibles de recordar y transmitir. Por lo tanto se
utiliza una palabra clave y una tabla de alfabetos.
El sistema más famoso es la tabla de Vigenère (1586),
alquimista, matemático y criptologo del siglo XVI. La tabla es la
siguiente:
a b c ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... x y z
aABCXYZ
bBCDYZA
cCDEZAB
…
…
…
xXYZUVW

36. Método:
1. Se busca una palabra clave fácil de recordar.
2. Se escribe la palabra debajo del texto en claro,
repitiéndose tantas veces como
sea necesario.
3. Cada letra del texto en claro se codifica con el
alfabeto de la tabla marcado
por la letra inferior, o sea, la letra de la clave
que corresponde.

37. Desordenan caracteres, bits, etc... No se pueden
analizar con métodos estadísticos, no cambian los
símbolos sino que su situación en el texto.
Existen diferentes métodos para recordar la
forma de desordenar mediante una clave. Un
ejemplo es el método de las columnas.
1. Se elige una palabra clave fácil de recordar.
Ésta forma la primera fila de una
matriz.
2. Debajo se añade el texto recorriendo las filas
de derecha a izquierda.

38. Las funciones Hash sirven para comprimir un texto en un
bloque de longitud fija. Se utilizan en autenticación y
firma digital para:
1. No tener que encriptar todo el texto en los servicios de
autenticación y firma digital, ya que este proceso es
lento con los algoritmos asimétricos. El resumen sirve
para comprobar si la clave privada del emisor es
auténtica, no es necesario encriptar todo el texto si no
se quiere confidencialidad.
2. Para poder comprobar automáticamente la
autenticidad. Si se encripta todo el texto, al
desencriptar sólo se puede comprobar la autenticidad
mirando si el resultado es inteligible, evidentemente

39. Las funciones Hash son públicas e irreversibles. No
encriptan, sólo comprimen los textos en un bloque de
longitud fija. Son diferentes de las funciones clásicas de
compresión de textos, como ZIP, Huffman, V-42, etc..,
estas funciones son reversibles e intentan eliminar la
redundancia de los textos manteniendo el significado. Las
funciones Hash no son reversibles, es decir, no se puede
recuperar el texto desde el resumen, pero deben cumplir
las siguientes condiciones:
1. Transformar un texto de longitud variable en un bloque
de longitud fija.
2. Ser irreversibles.
3. Conocido un mensaje y su función Hash debe ser

40. Para aplicaciones únicamente de
autenticación e integridad, no firma, se
puede añadir una clave simétrica a la
generación del resumen. De esta manera
no es necesario encriptar, está clave ya
demuestra que el usuario es auténtico y
el resumen propiamente demuestra la
integridad del texto. El problema es
utilizar una clave simétrica y, por lo

41. La física cuántica nos dice que no se puede medir
un sistema sin alterarlo. Con el mismo acto de
medirlo ya lo estamos alterando de alguna
manera. La criptografía cuántica se basa en ese
principio para encriptar la información. Si alguien
intenta leer el mensaje sin la clave correcta, la
información se destruye en el proceso, emulando
la idea de Leonardo Da Vinci en su criptex.
Sólo hay una oportunidad de leer la información
contenida en un fotón. Porque el mismo acto de
filtrarlo altera su estado de vibración, así que la
información se pierde si el filtro no es el correcto.

42. Una razón para que aún no haya una aplicación
práctica extendida de esta tecnología es que la
comunicación debe hacerse por un canal cuántico
limpio, que no altere los fotones durante el viaje.
De momento se ha conseguido probar un canal
válido para este tipo de comunicación de unos
150Km de largo usando fibra óptica. Una
distancia semejante se ha alcanzado probando
comunicaciones entre satélites en órbita, donde
la densidad de la atmósfera es tan tenue que casi
no altera los fotones.

43. Otro campo que requiere avances es el de la
tecnología necesaria para transmitir la señal. La
tecnología necesaria en el emisor para codificar y
enviar la señal, así como en el receptor para
recibir y descodificar la información. Todo en
tiempo real. Hasta ahora era necesario usar
sistemas criogénicos y combinaciones complejas
de dispositivos ópticos avanzados. Sin embargo,
los técnicos del laboratorio Cavendish de la
Universidad de Cambridge han desarrollado un
par emisor-receptor que resuelve en gran medida
este problema. Han creado un sistema que utiliza