Dsei u2 acd_luhr

Alumno: Luis Alberto Hernández Ramírez
Asignatura: Seguridad de la informática
Unidad II: Mecanismos criptográficos en los sistemas informáticos
Actividad: Actividad a cargo del docente
Carrera: Ingeniería de desarrollo de software
Matricula: ES1410902454
Grupo: DS-DSEI-1702-B2-001
Docente: M. en I. Christian Hernández Santiago
UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA DE MÉXICO

La criptografía es la ciencia que se encarga de estudiar las distintas técnicas empleadas para transformar (“encriptar” o
“cifrar”) la información y hacerla irreconocible. De modo que sólo los legítimos propietarios puedan recuperar (“des
encriptar” o “descifrar”) la información original.
Proviene del griego kriptos (oculto) y grafos, escritura; según su etimología significa el “arte de escribir de un modo
secreto o enigmático”.
Asimismo, permite garantizar la confidencialidad, integridad y autenticidad d los mensajes y documentos guardados en
un sistema o red informático.
Existen dos tipos de criptografía que son:
 Criptografía Clásica.
 Criptografía Moderna.
Criptografía

Aplicaciones de la criptografía
 Seguridad de las comunicaciones. Es la principal aplicación de la criptografía a las redes de computadores, ya que
permiten establecer canales seguros sobre redes que no lo son. Además, con la potencia de cálculo actual y
empleando algoritmos de cifrado simétrico (que se intercambian usando algoritmos de clave pública) se consigue la
privacidad sin perder velocidad en la transferencia.
 Identificación y autentificación. Gracias al uso de firmas digitales y otras técnicas criptográficas es posible identificar
a un individuo o validar el acceso a un recurso en un entorno de red con más garantías que con los sistemas de
usuario y clave tradicionales.
 Certificación. La certificación es un esquema mediante el cual agentes fiables (como una entidad certificadora)
validan la identidad de agentes desconocidos (como usuarios reales). El sistema de certificación es la extensión
lógica del uso de la criptografía para identificar y autentificar cuando se emplea a gran escala.
 Comercio electrónico. Gracias al empleo de canales seguros y a los mecanismos de identificación se posibilita el
comercio electrónico, ya que tanto las empresas como los usuarios tienen garantías de que las operaciones no
pueden ser espiadas, reduciéndose el riesgo de fraudes y robos.

Los cifradores por transposición utilizan la técnica de permutación de forma que los caracteres del texto se reordenan
mediante un algoritmo específico.
Los cifradores por sustitución utilizan la técnica de modificación de cada carácter del texto en claro por otro
correspondiente al alfabeto de cifrado. Si el alfabeto de cifrado es el mismo que el del mensaje o bien el único,
hablamos entonces de cifradores mono alfabéticos; es decir, existe un único alfabeto en la operación de
transformación del mensaje en criptograma. Por el contrario, si en dicha operación intervienen más de un alfabeto, se
dice que el cifrador es polialfabético.
La criptografía clásica es muy antigua. Las técnicas criptográficas eran muy ingeniosas y se usaban para enviar
mensajes secretos entre las personas que tenían el poder o en época de guerra para enviar instrucciones. A diferencia
de la criptografía moderna, el algoritmo del sistema criptográfico se mantenía en secreto.
La criptografía clásica también incluye la construcción de máquinas, que mediante mecanismos, comúnmente
engranes o rotores, transformaban un mensaje en claro a un mensaje cifrado, como la máquina Enigma usada en la
Segunda Guerra Mundial.
Criptografía Clásica

Escítala
En siglo V a. c. los lacedemonios, un antiguo pueblo griego, usaban el método de la Escítala para cifrar sus mensajes.
El sistema consistía en una cinta que se enrollaba en un bastón sobre el cual se escribía el mensaje en forma
longitudinal, como se muestra en la siguiente figura:
Una vez escrito el mensaje, la cinta se desenrollaba y era entregada al mensajero. Para enmascarar completamente la
escritura es obvio que la cinta en cuestión debe tener caracteres en todo su contorno.
Como es de esperar, la llave del sistema residía precisamente en el diámetro de aquel bastón, de forma que solamente
el receptor autorizado tenía una copia exacta del mismo bastón en el que enrollaba el mensaje recibido y, por tanto,
podía leer el texto en claro.

Cifrado Cesar
En el siglo I a. c. aparece un método de cifrado conocido con el nombre genérico de cifrado de César en honor al
emperador Julio César y en el que ya se aplica una transformación al texto en claro de tipo mono alfabética.
El cifrado del César aplica un desplazamiento constante de tres caracteres al texto en claro, de forma que el alfabeto
de cifrado es el mismo que el alfabeto del texto en claro, pero desplazado 3 espacios hacia la derecha módulo n, con n
el número de letras del mismo. A continuación se muestra el alfabeto y la transformación que realiza este cifrado por
sustitución de caracteres para el alfabeto castellano de 27 letras.
Así con este alfabeto podemos cifrar el siguiente mensaje:
Mensaje original: MENSAJE DE PRUEBA
Mensaje cifrado: OHPVDM GH SUXHED

Criptografía Simétrica
La criptografía moderna se puede clasificar en dos grandes grupos: la criptografía de llave secreta o asimétrica y la
criptografía de llave pública o asimétrica.
La criptografía simétrica o de llave secreta es aquella que utiliza algún método matemático llamado sistema de cifrado
para cifrar y descifrar un mensaje utilizando únicamente una llave secreta. Se puede observar en la siguiente figura
que la línea punteada es el eje de simetría: lo mismo que hay de un lado existe exactamente igual en el otro, esto
ilustra el hecho del porqué se le da el nombre de criptografía simétrica.
Este tipo de criptografía sólo utiliza una llave para cifrar y descifrar, esto es: si yo cifro un mensaje m con una llave
secreta k entonces el mensaje cifrado resultante m’ únicamente lo voy a poder descifrar con la misma llave k. Este tipo
de llave conocida como secreta se debe de compartir entre las personas que se desea que vean los mensajes.
Con este tipo de criptografía podemos garantizar la confidencialidad porque únicamente quien posea la llave secreta
será capaz de ver el mensaje.
El problema con la criptografía simétrica es que si yo quisiera compartir secretos con m personas, para cada persona
tendría que generar una nueva llave secreta y la administración personal de todas m llaves sería un caos.
Criptografía Moderna

Si se observa la siguiente figura, que ilustra la idea de criptografía de llave pública, se puede ver claramente que no
existe simetría en ella, ya que de un lado de la figura se cifra o descifra con una llave pública y en el otro lado con una
privada.
De este hecho es de donde la criptografía asimétrica debe su nombre.
Es importante destacar que para este tipo de criptografía lo que se cifra con una llave se puede descifrar con la otra
llave. Es decir, yo puedo cifrar con la llave pública y descifrar con la privada y viceversa. Esto es de gran ayuda ya que el
número de llaves que debo de poseer se reduce considerablemente. Si alguien quisiera enviar un mensaje cifrado a n
personas, necesitaría saber n llaves públicas una de cada persona, pero si n personas le quiere enviar un mensaje
cifrado sólo es necesario que los demás conozcan su llave pública. Así, sólo tengo que preocuparme de que la llave
pública sea de la persona que dice ser. Este es el problema de la criptografía asimétrica, la autenticidad de las llaves
públicas.
Criptografía Asimétrica

Firmas digitales
En criptografía existen deferentes documentos digitales que se usan para garantizar las propiedades de
confidencialidad e integridad, estos documentos son la integración de los dos tipos de criptografía: la simétrica y la
asimétrica. Al hacer esta integración se compensan las desventajas de los tipos de cifrado y se utilizan las mejores
características de cada uno, combinando rapidez del cifrado simétrico con la facilidad de la administración de llaves del
cifrado asimétrico.
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, ya que realiza ésta con la llave privada y únicamente el firmante posee esa
llave, esto se traduce en que se verifica la autenticidad del firmante.
Documentos digitales

Un certificado digital básicamente es un documento digital expedido por una autoridad de confianza que contiene los
datos que identifican al dueño del certificado, su llave pública, fecha de expedición, fecha de caducidad, los datos de la
autoridad de confianza y finalmente todo esto está firmado por la misma autoridad.
Los certificados sirven para establecer lazos de confianza entre sistemas o personas, ya que si se confía en la autoridad
de confianza entonces se puede confiar en la llave pública del dueño del certificado. Tratando así de resolver el
problema de relacionar las identidades con las llaves públicas.
Como podemos observar, la criptografía no es la panacea, pero bien usada puede ser de gran ayuda para mantener la
seguridad informática.
Certificados digitales
Formato de los certificados digitales
El certificado digital contiene fragmentos específicos de información acerca de la identidad del propietario del
certificado y acerca de la autoridad de certificación:
Un nombre distinguido es la combinación del nombre común del propietario y su contexto (posición) en el árbol de
directorios.

Se incluyen en esta familia el conjunto de algoritmos diseñados para cifrar un mensaje utilizando una única clave
conocida por los dos interlocutores, de manera que el documento cifrado sólo pueda descifrarse conociendo dicha
clave secreta. Algunas de las características más destacadas de este tipo de algoritmos son las siguientes:
• A partir del mensaje cifrado no se puede obtener el mensaje original ni la clave que se ha utilizado, aunque se
conozcan todos los detalles del algoritmo criptográfico utilizado.
• Se utiliza la misma clave para cifrar el mensaje original que para descifrar el mensaje codificado.
• Emisor y receptor deben haber acordado una clave común por medio de un canal de comunicación confidencial
antes de poder intercambiar información confidencial por un canal de comunicación inseguro.
El esquema general de cifrado y descifrado mediante algoritmos de clave privada se muestra en la Figura.
A partir de un documento original se obtiene un documento cifrado al aplicar una clave privada; esa misma clave
privada se utiliza posteriormente para volver a obtener el documento original.
Criptografía de clave privada

Esta categoría incluye un conjunto de algoritmos criptográficos que utilizan dos claves distintas para cifrar y para
descifrar el mensaje.
Ambas claves tienen una relación matemática entre sí, pero la seguridad de esta técnica se basa en que el
conocimiento de una de las claves no permite descubrir cuál es la otra clave.
En realidad sería necesario conocer todos los números primos grandes para ser capaz de deducir una clave a partir de
otra, pero está demostrado que en la práctica se tardarían demasiados años sólo en el proceso de obtención de los
número primos grandes.
Cada usuario cuenta con una pareja de claves, una la mantiene en secreto y se denomina clave privada y otra la
distribuye libremente y se denomina clave pública.
Para enviar un mensaje confidencial sólo hace falta conocer la clave pública del destinatario y cifrar en mensaje
utilizando dicha clave.
En este caso los algoritmos asimétricos garantizan que el mensaje original sólo puede volver a recuperarse utilizando la
clave privada del destinatario (ver el esquema de la Figura).
Criptografía de clave pública

Dado que la clave privada se mantiene en secreto, sólo el destinatario podrá descifrar el mensaje.
Estos algoritmos pueden trabajar indistintamente con cualquiera de las claves, de manera que un mensaje cifrado con
la clave pública sólo puede descifrarse con la clave privada, pero cualquier mensaje cifrado con la clave privada sólo
puede ser descifrado con la clave pública.
Esta característica permite utilizar este método para otras aplicaciones además de las que sólo requieren
confidencialidad, como es el caso de la firma electrónica.
Algunas de las características más destacadas de este tipo de algoritmos son las siguientes:
• Se utilizan una pareja de claves denominadas clave pública y clave privada, pero a partir de la clave pública no es
posible descubrir la clave privada.
• A partir del mensaje cifrado no se puede obtener el mensaje original, aunque se conozcan todos los detalles del
algoritmo criptográfico utilizado y aunque se conozca la clave pública utilizada para cifrarlo.
• Emisor y receptor no requieren establecer ningún acuerdo sobre la clave a utilizar.
El emisor se limita a obtener una copia de la clave pública del receptor, lo cual se puede realizar, en principio, por
cualquier medio de comunicación aunque sea inseguro.
Criptografía de clave pública

Estándares de certificados digitales
Los estándares para la certificación son aquellos estándares tecnológicos de firmas digitales, así como los certificados
que permiten su verificación, son herramientas fundamentales a la hora de otorgar validez a los documentos
electrónicos. Por ello, la tecnología que viabiliza su utilización requiere de especial cuidado y atención.
Tipos de estándares de certificados digitales
En este marco, la Infraestructura de Firma Digital de la República Argentina (IFDRA) ha adoptado los siguientes
estándares tecnológicos:
• Para el formato de los certificados y de las listas de certificados revocados: ITU–T X509.
• Para la generación de las claves: RSA, DSA o ECDSA.
• Para la protección de las claves privadas de certificadores y suscriptores: FIPS 140.
• Para las políticas de certificación: RFC 5280 y 3739.
Protocolo de certificados digitales
Los protocolos de certificación son aquellos que manejan la información y comunicación en internet, el protocolo
criptográfico principal para la función de mandar una comunicación segura es el SSL (capa de conexión segura).
SSL proporciona autenticación y privacidad de la información entre extremos sobre Internet mediante el uso de
criptografía. Habitualmente, sólo el servidor es autenticado (es decir, se garantiza su identidad) mientras que el cliente
se mantiene sin autenticar.

Fases de SSL
 Negociar entre las partes el algoritmo que se usará en la comunicación.
 Intercambio de claves públicas y autenticación basada en certificados digitales.
 Cifrado del tráfico basado en cifrado simétrico.
Las intensión del protocolo de certificación SSL
 Describir y prescribir el proceso y los procedimientos del Sistema de Certificación SSL.
 Detalle de los requisitos de certificación para las organizaciones para demostrar el cumplimiento con el Sistema de
Certificación.
 Dar criterios para la selección, calificación, seguimiento y evaluación de los organismos de certificación que deseen
operar las normas SSL.
 Describir el procedimiento de auditoría para los organismos de certificación para verificar el cumplimiento.

Protocolos Criptográficos
La criptografía funciona en varios niveles. En un nivel se encuentran algoritmos tales como el cifrado de bloques
simétrico y los algoritmos de llave pública. Construyendo sobre estos se obtienen protocolos, y construyendo sobre los
protocolos se obtienen aflicciones (u otros protocolos).
No es suficiente estudiar la seguridad de los algoritmos de base solamente, como tampoco las debilidades en un
protocolo o aplicación de más alto nivel se pueden traducir en cuan insegura es una aplicación o que tan bueno es el
algoritmo criptográfico de base. Un ejemplo simple es un protocolo que filtra información sobre la clave usada para
encriptar un canal de comunicaciones. Independientemente de cuan buenos sean los algoritmos de encripción, se
vuelven inseguros si el protocolo de capa superior muestra información de las claves usadas en la encripción.
El análisis de los protocolos es generalmente difícil porque las aplicaciones que implementan dichos protocolos
pueden conducir a problemas adicionales. De esa manera un buen protocolo no es suficiente, se debe tener una
buena y robusta implantación.

Protocolos Criptográficos
 Domain Name Server Security (DNSSEC): es el protocolo para servicios de distribución de nombres seguros. Está
definido en RFC 3007 y RFC 3008.
 Generic Security Services API (GSSAPI): GSSAPI provee una interface de autenticación, intercambio de claves y
encripción para diferentes algoritmos de encripción y sistemas. Está definido en RFC 2743.
 Secure Socket Layer (SSL) / Transport Layer Security (TLS): SSL es uno de los dos protocolos para conexiones WWW
seguras (el otro es SHTTP).
 La seguridad WWW se ha vuelto importante con el incremento de información sensible, como números de tarjeta
de crédito, que se transmite sobre Internet.
 SSL fue desarrollado originalmente por Netscape en 1994 como un protocolo estándar libre.
 El borrador de la versión 3.0 se puede encontrar aquí. En 1996, el desarrollo de SSL se convirtió en responsabilidad
de la Fuerza de Tareas de Ingenieros de la Internet (IETF, por sus siglas en ingles) y fue renombrado como TSL
(Transport Layer Security – Capa de Transporte Seguro).
 De todas formas TLS 1.0 difiere muy poco de SSL 3.0. Las diferencias se describen en RFC 3546.
 Secure Hypertext Transfer Protocol (SHTTP) - Protocolo de transferencia de Hipertexto seguro): el protocolo de
transferencia segura de hipertexto es otro que provee más seguridad a las transacciones WWW. Es mucho más
flexible que SSL, pero debido a la posición dominante que tenía Netscape en el mercado SSL/TSL está en una
posición muy fuerte. SHTTP está definido en RFC 260.
 Seguridad de Correo Electrónico y servicios relacionados: Open PGP es una estandarización de lo que el PGP de
Phil Zimmermann hizo por muchos años. Secure-MIME (S/MIME): es una alternativa a Open PGP estándar
mantenido por el grupo de trabajo S/MIME de la IETF.

Componentes de PKI
La Infraestructura de Llave Pública (PKI) es una combinación de software, tecnologías de cifrado, y servicios que
permiten proteger la seguridad de las transacciones de información en un sistema distribuido.
PKI integra [o al menos intenta ¡!] certificados digitales, criptografía de llave pública y autoridades de certificación
en una arquitectura de seguridad unificada.
Infraestructura de la llave pública (PKI)

Entidad final. Término genérico para denotar a los usuarios finales o cualquier entidad que pueda ser identificada
(personas, servidores, compañías, etc.) mediante un certificado digital expedido por una Autoridad Certificadora.
Autoridad Certificadora (AC). La AC es la entidad que expide los certificados digitales, así como la lista de revocación
(CRL). Adicionalmente puede soportar funciones administrativas, aunque generalmente éstas son delegadas a una
o varias Autoridades de Registro.
Autoridad de Registro (AR). Una AR es componente opcional que puede asumir funciones administrativas de la CA.
Repositorio. El repositorio es el término genérico utilizado para denotar cualquier método para almacenamiento de
certificados y listas de revocación (CRLs) que permita el acceso por parte de las entidades finales a dichos
documentos.
Emisor CRL. El emisor CRL es un componente opcional el cual puede ser utilizado por una AC para delegar las tareas
de publicación de las listas de revocación.
Infraestructura de la llave pública (PKI)

Segu.Info (2009). Protocolos Criptográficos y Estándares. Recuperado de: http://www.segu-
info.com.ar/proyectos/p1_protocolos-y-estandares.htm.
Nelly Camarillo (28/09/2012). Estándares y protocolos de certificación. Recuperado de:
https://prezi.com/o4aemakfcbtt/estandares-y-protocolos-de-certificacion/
https://unadmexico.blackboard.com/bbcswebdav/institution/DCEIT/2016_S1-
B2/DS/08/DSEI/U1/Descargables/Material_de_apoyo/U1_introduccion_a_la_criptografia.pdf
B2/DS/08/DSEI/U2/Descargables/Material_de_apoyo/U2_huguet_rifa_y_tena_2013_protocolos_criptograficos.pdf
B2/DS/08/DSEI/U2/Descargables/Material_de_apoyo/U2_espana_boquera_2003_pki.pdf
Fuentes

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