Criptografa

Juan Manuel Madrid MolinaTeora de la Informacin y

CodificacinOctubre de 2004

2Contenido de la sesin

Qu es? Un poco de historia... Rompiendo un esquema de encripcin Tipos de funciones criptogrficas

Simtricas Asimtricas

3Contenido de la sesin

Criptografa de clave secreta Algoritmos DES e IDEA Encripcin de mensajes largos MICs (Cdigos de integridad de mensaje) DES mltiple

4Contenido de la sesin

Funciones de hash y resumen de mensaje (MDs) MD5, SHS

Criptografa de clave pblica Aritmtica modular RSA Diffie-Hellman

5Criptografa: Qu es? Del griego:

Kryptos: Escondido o secreto Graphein: Escribir

Arte de la escritura secreta Objetivo: Confidencialidad Servicios adicionales

Chequeo de integridad Autenticacin

6Criptografa: Qu es?

Criptografa vs. Criptoanlisis

HolaJuan

/D$AGF@3

HolaJuan

Encripcin Desencripcin

Texto en claro

(cleartext)

Texto en claro

(cleartext)

Texto cifrado

(ciphertext)

7Criptografa: Qu es? Sistemas criptogrficos

Algoritmo Clave

La clave permite mltiples usos Dificultad computacional

Candado con combinacin Algoritmos de cifrado con claves largas Un bit ms en la clave: Doble trabajo para el

criptoanalista!

8Publicacin de los algoritmos En el pasado

Algoritmos costosos de crear

Hoy Los algoritmos son buenos An conociendo la clave, el criptoanalista tiene

mucho trabajo! Retroalimentacin al diseo

Comerciales se publican, militares secretos

9Un poco de historia... Desarrollo conjunto de

dos ciencias Criptografa Estenografa (steganos:

cubierto) Bolitas de cera (China) Huevos duros Tinta invisible Microfilmacin

10

Operaciones bsicas de la criptografa

Transposicin Cambiar el orden de las letras No puede ser aleatoria!

Tipo cerca Bastn espartano

11

Operaciones bsicas de la criptografa

Cambiar unas letras por otras Cifrado de Csar Sustitucin monoalfabtica Sustitucin polialfabtica

Cifrado de Vigenre

12

Cifrado de Csar Cifrado monoalfabtico de desplazamiento Slo 26 claves: Fcil de romper

Texto en claro A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Cifrado D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

ATAQUEN AL AMANECER =dwdtxhq do dpdqhfhu

13

Cifrado monoalfabtico Caso general del cifrado de Csar Tcnicas para recordar la clave Se puede romper por anlisis de frecuencias Pequeas mejoras

Insercin de nulos Escribir mensaje con mala ortografa

Texto en claro A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Cifrado J U A N C H O M D R I Z Y X W V T S Q P L K G F E B

14

Cifrado de Vigenre Polialfabtico La clave es una palabra o frase

Gobierna las sustituciones Roto por Charles Babbage

Clave K I N G K I N G K I N G K I N G K I N G K I N G

Texto en claro t h e s u n a n d t h e m a n i n t h e m o o n

Cifrado D P R Y E V N T N B U K W I A O X B U K W W B T

15

Cifrado de Vigenre

Cuadrado de VigenreTexto en claro A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Cifrado 1 B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z ACifrado 2 C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A BCifrado 3 D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B CCifrado 4 E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C DCifrado 5 F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D ECifrado 6 G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E FCifrado 7 H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F GCifrado 8 I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G HCifrado 9 J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H ICifrado 10 K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I JCifrado 11 L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J KCifrado 12 M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K LCifrado 13 N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L MCifrado 14 O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N

...

Cifrado 26 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

16

Ruptura de un esquema de encripcin

Ataques basados en Slo texto cifrado Texto en claro conocido Texto en claro escogido

El sistema de encripcin debe ser resistente a los tres!

17

Ataque de slo texto cifrado

El atacante obtiene texto cifrado Cmo lo descifra?

Fuerza bruta Debe tener suficiente texto cifrado: Caso

de las tres letras Dependiendo del algoritmo, se puede usar

un diccionario

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Ataque de texto en claro conocido

El atacante conoce texto cifrado y su correspondiente texto en claro

Permite romper un cifrado monoalfabtico con facilidad

19

Ataque de texto en claro escogido

El atacante debe poder hacer que el sistema le encripte mensajes

Ejemplo de cifra monoalfabtica The quick brown fox jumps over the lazy

dog

Ejemplo del vocabulario limitado Rndanse, Sigan peleando

20

Tipos de funciones criptogrficas

Simtricas Criptografa de clave secreta

Asimtricas Criptografa de clave pblica

21

Criptografa de clave secreta

Uso de una sola clave para encripcin y desencripcin

HolaJuan

/D$AGF@3

Encripcin

HolaJuan

/D$AGF@3

Desencripcin

22

Usos de la criptografa de clave secreta

Transmisin de informacin sobre un canal inseguro

Almacenamiento seguro en medios inseguros

Autenticacinra

KAB(ra)rb

KAB(rb)

Andrea Bernardo

23

Usos de la criptografa de clave secreta

Chequeo de integridad Idea de checksum MIC (Message Integrity Code)

24

Criptografa de clave pblica

Emplea dos claves Una deshace lo que hace la otra

HolaJuan

HolaJuan

/D$AGF@3

Encripcin Desencripcin

Clave pblica

Clave privada

25

Usos de la criptografa de clave pblica Transmisin sobre canales inseguros

Problema de la distribucin de claves CAs (Certification Authorities)

Almacenamiento en medios inseguros Autenticacin

Kb(r)r

Andrea Bernardo

26

Usos de la criptografa de clave pblica Firmas digitales

No repudiabilidad

Pedido PedidoPedidoFirmado

Verificacin de la firma

Clave pblica

Clave privada

Firma Firma

OK

27

Usos de la criptografa de clave pblica

Problemas Ms lenta que la de clave privada Se puede usar criptografa de clave pblica

para hacer intercambio de claves

28

Hashes criptogrficos Algoritmos de hash

Resmenes de mensaje (message digests) Transformaciones de una sola va

Propiedades Para cualquier mensaje m, es fcil calcular h(m) Dado h(m), no hay forma de encontrar m excepto

por fuerza bruta Aunque varios m pueden producir el mismo h(m),

es imposible computacionalmente encontrar dos ms que produzcan el mismo h(m)

29

Usos de los hashescriptogrficos

Passwords Integridad de mensajes Huella digital de mensajes Arranque de dispositivos de red Mayor eficiencia en firmas digitales

Calcular MD del mensaje y firmarla

CriptografaContenido de la sesinContenido de la sesinContenido de la sesinCriptografa: Qu es?Criptografa: Qu es?Criptografa: Qu es?Publicacin de los algoritmosUn poco de historia...Operaciones bsicas de la criptografaOperaciones bsicas de la criptografaCifrado de CsarCifrado monoalfabticoCifrado de VigenreCifrado de VigenreRuptura de un esquema de encripcinAtaque de slo texto cifradoAtaque de texto en claro conocidoAtaque de texto en claro escogidoTipos de funciones criptogrficasCriptografa de clave secretaUsos de la criptografa de clave secretaUsos de la criptografa de clave secretaCriptografa de clave pblicaUsos de la criptografa de clave pblicaUsos de la criptografa de clave pblicaUsos de la criptografa de clave pblicaHashes criptogrficosUsos de los hashes criptogrficos