La criptología, etimológicamente la «ciencia del secreto», solo desde hace poco tiempo puede considerarse verdaderamente una ciencia. Engloba la criptografía —la escritura secreta— y el criptoanálisis —el análisis de esta última—. - fuente: Wikipedia
La criptología es un arte antiguo y una ciencia nueva: un arte antiguo porque los espartanos ya la utilizaban con la escítala; una ciencia nueva porque solo es un tema de investigación científica académica y universitaria desde la década de 1970.
Escítala o bastón de Plutarco - Uno de los dispositivos militares más antiguos que se conocen
Historia
Los primeros métodos de cifrado se remontan a la Antigüedad y mejoraron notablemente, con la fabricación de distintas máquinas de cifrado, hasta desempeñar un papel de primer orden durante la Primera y la Segunda Guerra Mundial.
Se considera que el arte de la criptología nació con el arte de la escritura. A medida que las civilizaciones evolucionaban, los seres humanos se organizaron en tribus, grupos y reinos. Esto llevó a la aparición de ideas como el poder, las batallas, la supremacía y la política. Estas ideas alimentaron además la necesidad natural de las personas de comunicarse en secreto con un destinatario seleccionado, lo que también garantizó la evolución continua de esta disciplina.
Las raíces de la criptología se encuentran en las civilizaciones romana y egipcia.
El jeroglífico: la técnica criptográfica más antigua
La primera prueba conocida puede atribuirse al uso del «jeroglífico». Hace unos 4000 años, los egipcios se comunicaban mediante mensajes escritos en jeroglíficos. Ese código era el secreto que solo conocían los escribas que transmitían mensajes en nombre de los reyes. Uno de esos jeroglíficos se ilustra a continuación.
Más tarde, los eruditos pasaron a utilizar sencillos cifrados de sustitución monoalfabéticos entre los años 500 y 600 a. C. Esto consistía en sustituir los alfabetos del mensaje por otros alfabetos con una regla secreta. Esa regla se convirtió en una clave para recuperar el mensaje a partir del mensaje alterado.
El método de criptografía romano anterior, conocido popularmente como Caesar Shift Cipher, se basa en desplazar las letras de un mensaje un número acordado de posiciones (tres era una opción habitual); el destinatario de ese mensaje desplazaría entonces las letras el mismo número de posiciones y obtendría el mensaje original.
La máquina de Lorenz, por ejemplo, se utilizaba para cifrar las comunicaciones militares alemanas de gran importancia durante la Segunda Guerra Mundial. Los criptoanalistas de Bletchley Park lograron romper su código.
Máquina de Lorenz SZ 40/42
La criptografía se divide en dos partes claramente diferenciadas:
- por una parte, la criptografía de clave secreta, llamada también simétrica o clásica.
- por otra parte, la criptografía de clave pública, denominada asimismo asimétrica o moderna.
La primera es la más antigua; puede remontarse al Egipto del año 2000 a. C., pasando por Julio César. La segunda se remonta a un artículo de W. Diffie y M. Hellman, New directions in cryptography, de 1976.
Criptografía simétrica
Ambas buscan garantizar la confidencialidad de la información, pero la criptografía de clave secreta exige previamente la puesta en común entre los destinatarios de cierta información: la clave (simétrica), necesaria tanto para el cifrado como para el descifrado de los mensajes. Con la criptografía de clave pública, esto deja de ser necesario. Las claves son entonces distintas y sirven para realizar operaciones opuestas, de ahí la asimetría entre las operaciones de cifrado y de descifrado.
Criptografía asimétrica
El criptoanálisis es la técnica que consiste en deducir un texto en claro a partir de un texto cifrado sin poseer la clave de cifrado. Evidentemente, desde que existen estos códigos secretos se ha intentado romperlos, comprender los mensajes cifrados aun sin ser su destinatario legítimo, es decir, descifrarlos. Si bien el criptoanálisis del sistema de César es sencillo (una pista: las propiedades estadísticas de la lengua; en francés, la e es la letra más frecuente), han aparecido sistemas mucho más resistentes.
Algunos resistieron mucho tiempo: el de Vigenère (Le traité des secrètes manières d'écrire, 1586), por ejemplo, no fue roto por Charles Babbage hasta mediados del siglo XIX. Otros, aunque no presentan ningún fallo explotable, ya no se utilizan porque están al alcance de las potencias de cálculo modernas. Es el caso del DES, con su clave de 56 bits, considerada demasiado corta porque puede encontrarse mediante búsqueda exhaustiva (por fuerza bruta).
La Bombe era un aparato electromecánico utilizado por los criptólogos británicos para ayudar a descifrar los mensajes secretos alemanes.
La Bombe de Bletchley Park
Reproducía la acción de varias máquinas Enigma conectadas entre sí. Cada uno de los tambores de rotación rápida, ilustrado más arriba en una maqueta del museo de Bletchley Park, simulaba la acción de un rotor Enigma.
Cabe citar algunas técnicas de criptoanálisis moderno:
- el criptoanálisis diferencial, Biham y Shamir, 1991, aplicable al cifrado iterativo por bloques, al cifrado de flujo y a las funciones de hash.
- el criptoanálisis lineal, Matsui, 1994, desarrollado para romper el algoritmo de cifrado simétrico DES.
- la factorización, el único medio real de descifrar RSA en la actualidad.
- la fuerza bruta, es decir, la prueba sistemática de todas las claves posibles.
Los conceptos relativos al criptoanálisis son muy especializados y complejos, por lo que los abordaremos de forma muy breve.
Para que los datos estén protegidos durante su almacenamiento o su transmisión, deben transformarse de modo que a una persona no autorizada le resulte difícil descubrir su verdadero significado. Para ello, los sistemas y programas de seguridad utilizan determinadas ecuaciones matemáticas que son muy difíciles de resolver salvo que se cumplan criterios estrictos. El nivel de dificultad de resolución de una ecuación dada se conoce como intratabilidad. Estas ecuaciones constituyen la base de la criptografía.
Para hacer una descripción del criptoanálisis habría que repasar casi cada sistema —y no solo cada sistema, sino también cada implementación—: ¿de qué sirve la mejor puerta blindada si el muro que la sostiene es de contrachapado?
Seguramente habrá oído hablar del modelo CIA de confidencialidad, integridad y disponibilidad (Confidentiality, Integrity, Availability), que es un principio clave de la seguridad de la información dentro de una empresa.
La confidencialidad se refiere a un conjunto de reglas que restringen el acceso a la información. La integridad, a la garantía de que la información es fiable y exacta. Y la disponibilidad, a la garantía de que las personas autorizadas disponen de un acceso fiable a los datos.
En lo que respecta a la criptología, la confidencialidad no es más que una de sus facetas. Esta permite igualmente:
- la autenticación o la autenticación reforzada de un mensaje: la garantía de que una persona es efectivamente el autor del mensaje cifrado;
- el no repudio, que consiste en asegurarse de que ninguna de las partes pueda cuestionar un contrato;
- la integridad: puede comprobarse que el mensaje no ha sido manipulado sin autorización o por error;
- la prueba de conocimiento nulo —por ejemplo, de identidad—: puede demostrarse que se conoce un secreto sin revelarlo;
En lo esencial, es la criptografía de clave pública la que aporta las bases necesarias para estos aspectos de la criptología.
¡Hasta pronto!