Trabajo de informatica para modulo superior de Administracion de Sistemas Informaticos, gracias a www.lacoctelera.com/miridy. 2006.

1. Criptografía de clave secreta
• Misma clave para cifrado y descifrado.
• Muy rápidos, adecuados para cifrar grandes
volúmenes de datos.
• Algoritmos de uso común:
• DES, Triple DES, DESX:
• AES: Rijndael.

2. Introducción
a los algoritmos de clave secreta, privada o simétrica
Confidencialidad es garantizar la privacidad de la
información.
La autenticación es un servicio de seguridad
que permite verificar la identidad. Una firma
digital es un mecanismo que asegura la identidad
del firmante del mensaje y por tanto su
autenticidad.
La integridad es
garantizar que la información electrónica recibida
no ha sido manipulada.

3. Más preguntas que debes saber
La criptografía es cifrar un mensaje o archivo
por medio de un algoritmo, usando una o más
claves ". O sea, si nos acordamos del esquema
de EMISOR y RECEPTOR que hemos
aprendido en las clases de lenguaje, nos
acordaremos del CODIGO, pues bien este
CODIGO solo lo deben de saber el EMISOR y
el RECEPTOR, para que no existan intrusos.

4. Aún más preguntas
• En la criptografía simétrica se emplea la misma
clave para cifrar y descifrar información.
En los algoritmos de clave pública, o criptografía
asimétrica, se dispone de dos claves
complementarias, una de las cuales se hace
pública y la otra se mantiene en secreto por parte
del propietario del par de claves. En este tipo de
algoritmos lo que se cifra con una de las dos
claves sólo puede descifrarse con la
complementaria y viceversa.
• La clave privada puede almacenarse en disquete,
en el disco duro del PC del signatario, en una
tarjeta chip de memoria e, idealmente, en una
tarjeta criptográfica. Esta se protege con PINs o
contraseñas.

5. Más respuestas
El cifrado es un mecanismo de seguridad
que permite modificar un mensaje, de modo
que su contenido sea ilegible, salvo para su
destinatario. De modo inverso, el descifrado
permitirá hacer legible un mensaje que
estaba cifrado.
Una clave consiste en una serie de signos
convenidos que participan en un algoritmo
para cifrar información.

6. Problema
• Alice desea comunicarse con Bob. Pero no
quieren que Eve lo escuche, a la vez, Eve
intentara escucharles..

7. Así funciona la clave privada
• El mensaje se convierte en datos inteligibles. El proceso
tiene dos partes, un algoritmo y una clave (independiente
del texto). El algoritmo va a producir una salida diferente
para el mismo texto de entrada dependiendo de la clave
utilizada.
• Una vez cifrado, el mensaje puede ser transmitido. El
mensaje original puede ser recuperado a través de un
algoritmo de desencriptacion y la clave usada para la
encriptación.

8. El principio de Kerkhoff
• Existe un principio, el llamado principio de Kerkhoff,
que dice que todos los algoritmos de cifrados y
descifrados deben ser públicos y conocidos por todos,
por tanto lo único secreto es la clave del algoritmo.
• En este principio se basan todos los cifrados de clave
privada, en mantener secreta la clave bajo cualquier
medio, ya que es lo único que no permite a los
usuarios malintencionados descifrar nuestros
mensajes. Para ello la clave se comparte por canales
seguros (ya veis que este es su punto débil, ya que si
tenemos un canal seguro no necesitamos un cifrado)
entre los interlocutores del mensaje. Otra cosa es que
quien lo reciba ya tenga la clave instalada, como
puede ser el caso de los bancos, que se transmiten
información cifrada, pero no la clave, la cual ya esta
instalada en cada sistema del banco.

9. El principio de Kerkhoff
Resumiendo: La clave se envía junto con código
cifrado, pero la clave se debe de enviar por un canal
seguro, lo cual es tontería por que si el canal es
seguro no haría falta encriptarlo, esto hace tiempo
que ha dejado de ser seguro al 100%, ya que el
hacker si es capaz de recibir el primer paquete,
también puede recibir el segundo con la clave.
Este solo es uno de los muchos principios que hay,
también hay muchísimos algoritmos y tipos de
encriptación obsoletos, actuales y los que van
surgiendo nuevos. Esta diapositiva es tan solo una
introducción para que sigas buscando si algo te ha
interesado.

10. Cifrado DES
• El cifrado DES (Data Encryption Standard) es un
algoritmo de cifrado, cuyo uso se ha propagado
ampliamente por todo el mundo, es un cifrado
por bloques, este cifrado toma un mensaje y lo
separa en bloques de un tamaño de bits
determinado y transforma este mensaje en un
criptograma tras una serie de complicadas
operaciones, dando como resultado un
criptograma de la misma longitud que el
mensaje (ocupa lo mismo normal, que
encriptado).

11. Cifrado DES
Su funcionamiento
• Se basa en 16 fases idénticas del proceso
(rondas). Se realizan dos permutaciones, una
inicial (PI) y una final (PF), que son funciones
inversas entre sí. Antes del comienzo de las
rondas el bloque de 64 bits a cifrar/descifrar, se
divide en dos mitades de 32 bits cada una, y se
procesan alternativamente cruzándose.
• Como barajando cartas, podemos ser magos si
las barajamos de una forma y luego las
desbarajamos de la misma forma y “ta chaaán”
el orden de las cartas era igual que al principio.
(Este entrecruzamiento se conoce como
esquema Feistel).

12. Cifrado DES
Su funcionamiento
• La clave inicial se
expande en muchas
otras subclaves, se
mezclan, se
sustituyen y se
reordenan.

13. Cifrado DES
Su funcionamiento
Utiliza también una clave
criptográfica para modificar la
transformación, de modo que el
descifrado sólo puede ser realizado
por aquellos que conozcan la clave
concreta utilizada en el cifrado.

14. Cifrado DES
Su funcionamiento
Cifrado y descifrado no requieren
algoritmos distintos simplemente se aplican
en orden inverso.
Se cogen 62 bits, de los cuales 8 son de
paridad, entonces los 56 restantes se
dividen en dos mitades independientes de
28, y se va jugando con los bits de forma
que se cree algo ilegible, de forma que tan
solo aplicando la misma clave
(a la inversa) vuelva
a ser legible.

15. El cifrado DES
un poco de historia
• Motivó el concepto moderno del cifrado por bloques.
Hoy en día, se considera inseguro para muchas
aplicaciones, debido a que el tamaño de la clave es
“corto”. Desde hace años ha sido sustituido por el AES.
• Sus orígenes están en los 70, de ahí que hayamos visto
viejas películas de hackers en los que un chaval teclea
muy rápido para poder acceder a unos datos secretos y
lo consigue al cabo de un tiempo.
• La necesidad de seguridad informática en aquella
época se decantó por los algoritmos de cifrado,
creando muchísimos al respecto. La NSA se decantó
por uno de IBM. Quizás, porque la NSA podía
desencriptarlo por aquel entonces.

16. Los nuevos cifrados DES
• Muchos de los anteriores usuarios de
DES ahora utilizan Triple DES (3DES )
consiste en la aplicación de DES tres
veces consecutivas con diferentes
claves en cada una, es mucho más
seguro y algo más lento.

17. Los nuevos cifrados DES
• Una alternativa más económica es
DES-X que incrementa el tamaño de
clave.
• GDES acelera el proceso de cifrado
muchísimo, pero es aun más inseguro
que el original.

18. Atacando a DES
• El ataque por fuerza bruta.
• Es el más simple, y es probar una por una
cada clave posible, semejante a al ataque
a modo de diccionario. La longitud de la
clave determina el número posible de
claves. De hacer esto en aquella época se
encargaban ordenadores, no programas.

19. Atacando a DES
• Existen teorías para descifrar DES, como
El criptoanálisis diferencial, El
criptoanálisis lineal y El ataque mejorado
de Davies.
• Pero no se llevaron a la práctica porque
requerían muchos planos (mucha
máquina).

20. AES
• Advanced Encryption Standard (AES)
(Rijndael).
• Es un esquema de cifrado por bloque.
• Fue un refinamiento de un diseño anterior.
• Es rápido tanto en software como en
hardware, es relativamente fácil de
implementar, y requiere poca memoria.
• Está siendo muy usado.
• AES tiene un tamaño de bloque fijo de 128 bits
y tamaños de llave de 128, 192 o 256 bits.

21. AES
Funcionamiento
SubBytes — en este paso se realiza una
sustitución no lineal donde cada byte es
reemplazado con otro de acuerdo a una
tabla lookup table, que proviene de una
table
difícil operación.
En la fase de SubBytes, cada byte en el
state es reemplazado con su entrada en una
tabla de búsqueda fija de 8 bits, S; bij =
S(aij).

22. AES
Funcionamiento
ShiftRows — en este paso se realiza una
transposición donde cada fila del state
es rotado de manera cíclica un número
determinado de veces. Cada columna
del state resultante ShiftRows está
compuesta por bytes
de cada columna
del state inicial.

23. AES
Funcionamiento
MixColumns — operación de mezclado que
opera en las columnas del «state»,
combinando los cuatro bytes en cada
columna usando una transformación
lineal.

24. AES
Funcionamiento
AddRoundKey — cada byte del «state» es
combinado con la clave «round»; cada
clave «round» se deriva de la clave de
cifrado usando una key schedule.
schedule
• La ronda final omite la
fase MixColumns.

25. AES
• Era usado para información secreta (TOP
SECRET) de los Estados Unidos.
• Para romperlo se requerirían 2120
operaciones mediante el ataque de fuerza
bruta. Seria un ataque irrealizable.
• Aunque AES realice operaciones finitas.
• 29/12/2005 ED 40 3D 80 75 A7 1D 91 0E 59 89 7B 2B B4 DC 63
• 30/12/2005 C9 19 A9 E7 41 4D 2F B8 1E 51 87 7C 07 02 47 9A
• 31/12/2005 CA 39 CC 88 A6 2F EF 74 D3 51 73 64 49 B4 6E 8E
• 25/12/2006 C919A9E7414D2FB81E51877C0702479A
• 26/12/2006 CA39CC88A62FEF74D351736449B46E8E
• 27/12/2006 4D5BE01D7F4088C482133314E6B4A268
• 28/12/2006 BB7558C57FA830B4618A263A1C8A2D79
• 29/12/2006 769906392FB4EAF951C943F96695951B
• 30/12/2006 13D9779D2732E76FF3EB849FAABD92B14

26. IDEA
• Algoritmo Internacional de Cifrado de
Datos.
• Es un cifrado de bloque de 1991.
• Utiliza tres operaciones en su proceso
con las cuales logra la confusión.
• La clave respecto a DES es mucho
mayor.
• El ataque por fuerza bruta resulta
completamente impracticable.
• A cada vuelta (operación) se modifica
todo, no solo la mitad (como DES).
•Es de los más seguros.

27. 59, 51, 43, 35, 27, 19, 11, 3,
• Cifrando el bloque53, 45, 37, 29, 21, 13, 5,
61, 0000000000000000 con clave 01234567890abcdef:
• Clave : 0123456789abcdef 23, 15, 7
63, 55, 47, 39, 31,
};
• Eleccion Permutada :tabla_expan[48] = {
u_char f0ccaa0aaccf00 -> L=f0ccaa0 R=aaccf00
• Llaves intermedias (Ki): 3, 4, 5, 4,11,
32, 1, 2, 5,
6, 7, 8, 9, 8, 9, 10,
• K01 = 0b02679b49a5 K02 =15, 16, 17,
12, 13, 12, 13, 14, 69a659256a26 K03 = 45d48ab428d2 K04 =
7289d2a58257 16, 17, 18, 19, 20, 21, 20, 21,
22, 23, 24, 25, 24, 25, 26, 27,
• K05 = 3ce80317a6c2 K0630, 31, 32, 1
28, 29, 28, 29, = 23251e3c8545 K07 = 6c04950ae4c6 K08 =
5788386ce581 };
• K09 = c0c9e926b839 K10 = 91e307631d72 K11 = 211f830d893a K12 =
u_char PF[64];
u_char sbox[8][64];
7130e5455c54 u_char sboxes[8][64] = {
• K13 = 91c4d04980fc K14 = 5443b681dc8d K15 = b691050a16b5 K16 =
/* S1 */
ca3d03b87032
14, 4, 13, 1, 2, 15, 11, 8, 3, 10, 6, 12, 5, 9, 0, 7 ,
0, 15, 7, 4, 14, 2, 13, 1, 10, 6, 12, 11, 9, 5, 3, 8,
• Texto Plano :14, 8, 13, 6, 2, 11, 15, 12, 9, 7, 3, 10, 5, 0,
4, 1, 0000000000000000
• Bloque permutado :9,0000000000000000,
15, 12, 8, 2, 4, 1, 7, 5, 11, 3, 14, 10, 0, 6, 13
/* S2 */
• Paso01 : L=000000003, 4, 9, 7, 2, 13, 12, 0, 5, 10,
15, 1, 8, 14, 6, 11, R=2f52d0bd Paso02 : L=2f52d0bd R=0cb9a16f
• Paso03 : L=0cb9a16f8,R=15c84a76 9, 11, 5, : L=15c84a76 R=8e857e15
3, 13, 4, 7, 15, 2, 14, 12, 0, 1, 10, 6, Paso04
0, 14, 7, 11, 10, 4, 13, 1, 5, 8, 12, 6, 9, 3, 2, 15,
• Paso05 : L=8e857e154, 2, 11, 6, 7, 12, 0, 5, 14, 9, : L=20ac7f5a R=526671a7
13, 8, 10, 1, 3, 15, R=20ac7f5a Paso06
• Paso07 : L=526671a7 R=d1ae9ee9 Paso08 : L=d1ae9ee9 R=6c4bbb2c
/* S3 */
10, 0, 9, 14, 6, 3, 15, 5, 1, 13, 12, 7, 11, 4, 2, 8,
• Paso09 : L=6c4bbb2c 10, 2, 8, 5, 14, 12, 11,Paso10 : L=92882868 R=694a6072
13, 7, 0, 9, 3, 4, 6, R=92882868 15, 1,
• Paso11 : L=694a6072 R=a0a3f716 5, 14,12,
13, 6, 4, 9, 8, 15, 3, 0, 11, 1, 2, 12, 5, 10, 7,
Paso12 : L=a0a3f716 R=0a0d3f66
1, 10, 13, 0, 6, 9, 8, 7, 4, 15, 14, 3, 11, 2,
• Paso13 : L=0a0d3f66 R=e672c20e Paso14 : L=e672c20e R=c0dbacf2
/* S4 */
• Paso15 : L=c0dbacf29,0,10, 4, 7, 2, 12,11, 10, 14,15, : L=0b78e40c R=2f4bcfcd
7, 13, 14, 3, 0, 6, R=0b78e40c Paso16
1, 2, 8, 5, 12, 4,
13, 8, 11, 5, 6, 15, 3, 1, 9,
• Resultado sin 9, 0, 12, 11, 7, 13, 15, 1, 3, 14, 5, 2, 8, 4,
10, 6, permutar:2f4bcfcd0b78e40c
• Resultado final 6, 10, 1, 13, /* S59, 4, 5, 11, 12, 7, 2, 14,
3, 15, 0, 8,
:d5d44ff720683d0d */

28. • (lo malo de esto es que el intruso,
supone que es un mensaje encriptado
e intentara desencriptarlo, la
estenografía es un texto u objeto
entendible al cual se le añade
documento oculto, así el intruso lo
podría pasar por alto).

29. PERMUTACIONES
• En un conjunto de objetos, rotulados y
dispuestos de manera arbitraria en un
espacio, la transformación que produce el
intercambio de las rotulaciones o
disposiciones se denomina permutación.
El número de intercambios posibles, ya
sea de rotulaciones o de disposiciones, es