CRIPTOGRAFIA (CIFRADO)

El propósito de la criptografía es tomar un mensaje o archivo, conocido como texto simple, y convertirlo en texto cifrado de tal forma que sólo las personas autorizadas sepan cómo convertirlo nuevamente en texto simple. Para todos los demás, el texto cifrado es sólo una sucesión incomprensible de bits.

Su secreto depende de los parámetros de los algoritmos, a los cuales se les denomina claves. Si P es el archivo de texto simple, K_E es la clave de cifrado, C es el texto cifrado y E es el algoritmo de cifrado (es decir, la función), entonces C = E (P, K_E). Ésta es la definición del cifrado, la cual indica que el texto cifrado se obtiene mediante el uso del algoritmo de cifrado E, con el texto simple P y la clave de cifrado (secreta) K_E como parámetros. La idea de que todos los algoritmos deben ser públicos y el secreto debe residir exclusivamente en las claves se conoce como Principio de Kerckhoffs, formulado por el criptógrafo holandés Auguste Kerckhoffs del siglo XIX. En la actualidad, la gran mayoría de los criptógrafos han adoptado esta idea.

De manera similar tenemos que P = D (C, K_D), donde D es el algoritmo de descifrado y K_D es la clave de descifrado. Esto indica que para obtener de vuelta el texto simple P a partir del texto cifrado C y la clave de descifrado K_D, hay que ejecutar el algoritmo D con C y K_D como parámetros.

Clave Secreta

Para que esto sea más claro, considere un algoritmo en el que cada letra se sustituye por una letra distinta; por ejemplo, todas las As se sustituyen por Qs, todas las Bs se sustituyen por Ws, todas las Cs se sustituyen por Es, y así en lo sucesivo:

Texto simple:  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

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

A este sistema general se le conoce como sustitución monoalfabética, en donde la clave es la cadena de 26 letras correspondiente al alfabeto completo. La clave de cifrado en este ejemplo es QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM. Utilizando la clave anterior, el texto simple ATTACK se transformaría en el texto cifrado QZZQEA. La clave de descifrado indica cómo obtener de vuelta el texto simple a partir del texto cifrado. En este ejemplo, la clave de descifrado es KXVMCNOPHQRSZYIJADLEGWBUFT, debido a que una A en el texto cifrado es una K en el texto simple, una B en el texto cifrado es una X en el texto simple, y así sucesivamente.

Clave Pública

Los sistemas de clave secreta son eficientes debido a que el monto de cálculos requeridos para cifrar o descifrar un mensaje es razonable, pero hay una gran desventaja: el emisor y el receptor deben tener la clave secreta compartida. De hecho, tal vez hasta tengan que reunirse físicamente para que uno le entregue la clave al otro. Para resolver este problema se utiliza la criptografía de clave pública (Diffie y Hellman, 1976). Este sistema tiene la propiedad de que se utilizan distintas claves para el cifrado y el descifrado, y si se elige bien la clave de cifrado es casi imposible descubrir la clave de descifrado correspondiente. Bajo estas circunstancias, la clave de cifrado se puede hacer pública y sólo hay que mantener secreta la clave de descifrado privada.

¿Cómo funciona la criptografía de clave pública?

Todos eligen un par (clave pública, clave privada) y publican la clave pública. Esta clave pública es la clave de cifrado; la clave privada es la clave de descifrado. Por lo general, el proceso de generación de la clave es automatizado, en donde tal vez una contraseña seleccionada por el usuario se alimenta al algoritmo como una semilla. Para enviar un mensaje secreto a un usuario, un corresponsal cifra el mensaje con la clave pública del receptor. Como sólo el receptor tiene la clave privada, sólo él puede descifrar el mensaje.