Criptografía

Ejemplos de programación
criptográfica
Ana Saiz García
ana (at) gpul (dot) org

David Fernández Vaamonde
david_fv (at) gpul (dot) org

II Taller de Criptografía aplicada
Universidade da Coruña

Guión
●

Parte I: Introducción a las técnicas de cifrado y
autenticación

●

Parte II: Programación criptográfica con Cryptlib

●

Parte III: Programación criptográfica con Mono●

Conclusiones

●

Bibliografía y referencias

Parte I

Introducción a las técnicas de cifrado y
autenticación
●

Introducción

●

Cifrado simétrico

●

Cifrado de clave pública

●

Autenticación

Introducción (I)
●

Criptología:
–

Criptografía:
●
●

–

Criptoanálisis:
●

●

mensaje inteligible → no inteligible y viceversa
utiliza una clave
mensajeno inteligible → inteligible sin conocer la clave

Un sistema puede ser:
–

Incondicionalmente seguro (ideal)

–

Computacionalmente seguro

Introducción (II)
●

Criptosistema:

●

Terminología:
–

m: texto en claro

–

–

c: texto cifrado o
criptograma. Mensaje
transformado en ininteligible

k: clave utilizada por los algoritmos de
cifrado

–

C: cifrado.Proceso de convertir m en c
utilizando k y un algoritmo de cifrado:
c=Ck[m]=Ek[m]

–

D: descifrado. Proceso de convertir c en m
utilizando k y un algoritmo de cifrado:
m=Dk[c]

–

algoritmos de cifrado:
convierten m en c

Introducción (III)

●

Servicios de seguridad

Mecanismos de seguridad
–

Cifrado

–

–

Confidencialidad

●

Generación de tráfico

–Integridad

–

Integridad de los datos

–

Autenticación

–

Protocolos de autenticación

–

No repudio

–

Firma digital

Introducción (IV)
●

Ataques a la información:
–

A la confidencialidad:
●
●

–

Revelación: averiguar contenido mensaje
Análisis de tráfico: descubrir patrón

A la autenticidad:
●
●

Modificación del contenido del mensaje

●Modificación de secuencia de mensajes

●

–

Suplantación de la fuente

Modificación de tiempo

Repudio
●

De origen: niega haber enviado

●

De destino: niega haber recibido

Introducción (V)
●

Sistemas de cifrado simétrico (o de clave secreta)
–

Clave secreta compartida por emisor y receptor

–

Emisor cifra con la clave y receptor descifra con la misma clave

–Servicios:
●
●

autenticación

●

–

confidencialidad
integridad

Problemas:
●

distribución y gestión de claves

Introducción (VI)
●

Sistemas de cifrado asimétrico (o de clave pública)
–

Dos claves: privada y pública asociadas

–

Si se cifra con una clave sólo se puede descifrar con la otra

–

Servicios:
●

●

–

cifrado con privada y descifrado con pública →autenticación y no
repudio
cifrado con pública y descifrado con privada → confidencialidad

Problemas:
●

cifrado lento

●

distribución de clave pública

Introducción (y VII)
●

Otros mecanismos
–

Intercambio de clave: Diffie-Hellman

–

Protocolos de autenticación

–

Funciones HASH

–

Funciones MAC

–

Firma digital

Cifrado simétrico (I)
●

Seguridaddel cifrado
⇒ privacidad de la clave
⇒ privacidad del algoritmo → no necesita ser secreto

●

Bloque cifrador
–

Elemento básico de cifrado

–

Efectos:
●
●

–

Avalancha: cambio 1 bit de entrada ⇒ cambio n/2 bits de salida
Integridad: cada bit de salida función de todos los de entrada

Operaciones básicas:
Substitución:
clave: función de substitución
confusión
cajas-S(S-boxes)

Permutación:
clave: reordenación de bits
difusión
cajas-P (P-boxes)

Cifrado simétrico (II)
DES (I)

Cifrado simétrico (III)
DES (II)
●

Detalle de la iteración

Cifrado simétrico (IV)
DES (III): Modos de uso
●

ECB: Electronic Codebook

●

CFB: Cipher Feedback

–

cifrado de bloque (64 bits)

–

cifrado de bloques de j bits

–

bloques...