Criptografía

Criptografía es el conjunto de técnicas y herramientas que se usan para codificar y descodificar mensajes, información o datos, manteniendo su contenido seguro y protegiéndolo de accesos no autorizados. Esto permite garantizar la confidencialidad, integridad y autenticidad de los mensajes intercambiados.

¿Es posible mantener la información segura? Esta es una pregunta que ha sido respondida por la criptografía desde hace muchos años. La criptografía es el estudio de técnicas y herramientas que permiten codificar y descodificar mensajes, información o datos para preservar su contenido de forma segura, impidiendo el acceso no autorizado. Esto nos permite garantizar la confidencialidad, integridad y autenticidad de los mensajes intercambiados entre remitentes y destinatarios.

En lo que sigue exploraremos los fundamentos de la criptografía, sus tipos de algoritmos, su papel en la seguridad de redes, los desafíos modernos en materia criptográfica y un breve resumen sobre su historia.

Fundamentos de la criptografía

Los fundamentos de la criptografía son una de las herramientas más importantes para proteger la información privada y mantener la seguridad en línea. La criptografía es el proceso mediante el cual un mensaje se codifica para que sólo pueda ser leído por los destinatarios autorizados. Lo que significa que, si alguien intercepta el mensaje, no podrá entenderlo a menos que tenga acceso a la clave secreta necesaria para descifrarlo. En las próximas líneas se explican los principales conceptos involucrados en la criptografía:

• Cifrado. El proceso de cifrado implica convertir legiblemente un texto en un formato ilegible utilizando un algoritmo y una «clave». Esto es lo que hace que el contenido sea incomprensible para aquellos no autorizados para verlo. Existen diferentes tipos de algoritmos de cifrado, como AES (Advanced Encryption Standard) o RSA (Rivest–Shamir–Adleman).
• Hashing. El hashing es un proceso mediante el cual se generan cadenas únicas a partir de datos originales. Estas cadenas son conocidas como «hashs» o «resúmenes», y se usan para confirmar la integridad de los datos y comprobar su autenticidad sin revelar su contenido real. Los dos principales tipos de hashing son MD5 (Message Digest 5) y SHA (Secure Hash Algorithm).
• Firmas Digitales. Las firmas digitales son un mecanismo de autenticación utilizado para garantizar que los datos provienen del remitente correcto. Están formadas por dos claves, una pública y otra privada,cuando el remitente firma digitalmente sus datos con su clave privada, otros usuarios pueden verificarla con su clave pública. Las firmas digitales también permiten detectar si algún tercero ha intentado modificar los datos enviados antes de llegar a su destinatario final.
• Autenticación Multifactor. La autenticación multifactor requiere varios factores diferentes para iniciar sesión en un dispositivo o servicio online. Por ejemplo, combinar contraseñas con tokens físicos o biometría, como huellas dactilares o reconocimiento facial, mejora significativamente la seguridad general del sistema ya que exige varias capas distintas de información personal para acceder a él.

Tipos de algoritmos criptográficos

Los algoritmos criptográficos son una herramienta útil para la seguridad de los datos. Estos algoritmos se utilizan para encriptar y desencriptar información. Es por ello que proporcionan un método de intercambio seguro entre dos partes. Hay varios tipos de algoritmos criptográficos que pueden ser utilizados dependiendo del nivel de seguridad deseado.

A continuación se describen los principales tipos de algoritmos criptográficos:

• Algoritmo Simétrico. Esta es la forma más comúnmente usada de encriptación. En este caso, la misma clave (conocida como clave privada) se usa para el proceso de encriptación y desencriptación. El problema con este tipo de cifrado es que, si la clave privada cae en manos equivocadas, puede ser fácilmente descifrada.
• Algoritmo Asimétrico (también conocido como Cifrado por Claves Públicas). Este algoritmo usa dos claves diferentes para el proceso de encriptación y desencriptación: una clave privada (que solo conoces tú) y una clave pública (que es compartida). Estas dos claves están relacionadas entre sí pero no son intercambiables, lo que significa que la información codificada con la clave pública solo puede descodificarse con la clave privada. Esto hace que sea mucho más difícil acceder a los datos sin autorización.
• Algoritmo Hashing. Este tipo de cifrado no tiene nada que ver con el intercambio seguro de información entre dos partes sino más bien con generar un «sello digital» del contenido original para comprobar su integridad posteriormente. Se utiliza principalmente para verificar si un archivo ha sido alterado o no después del envío o recepción sin necesidad de enviar toda la información original nuevamente.
• Algoritmo HMAC (Claves Hash Mensajes Autenticados). Este es un paso adelante en comparación con el hashing normal ya que agrega un elemento adicional a la mezcla: el usuario o remitente original también necesita tener acceso a su propia llave secreta para generar el sellado digital correctamente. De esta forma, solo el remitente original podría generar sellados digitales válidos durante las pruebas posteriores.
• Algoritmo Digital Signature/Firmas Digitales. Estas firmas digitales funcionan igual que las firmas reales escritas a mano, contienen información sobre quién creó o envió el documentado o qué fue lo acordado entre las partes involucradas en casos legales y contractuales, pero están codificadas mediante algunas tecnologías avanzadas basadas en criptografía asimétrica para garantizar su autenticidad y evitar hechos fraudulentos posteriormente.

Criptografía en la seguridad de redes

Los algoritmos criptográficos tienen dos propósitos principales: cifrar datos y generar firmas digitales. Al cifrar los datos, se convierten los datos legibles en un lenguaje ilegible, impidiendo que los hackers o personas no autorizadas accedan a ellos. La firma digital es un método para verificar la identidad y la integridad del remitente. Esto significa que puede garantizarse que los datos recibidos son los mismos que fueron enviados originalmente por el remitente autenticado.

Hay varios tipos diferentes de algoritmos criptográficos utilizados para proteger las redes, entre ellas:

• Cifrado simétrico. En este tipo de cifrado, ambas partes intercambian una clave secreta para descifrar la información antes de enviarla y recibirla,
• Cifrado asimétrico. Este tipo de criptografía utiliza claves separadas para encriptar y desencriptar la información,
• Hashing. Los hashes son cadenas únicas generadas utilizando funciones matemáticas complejas. Están diseñadas para ser difíciles (si no imposibles) de revertir,
• Autenticación basada en contraseñas. Esta herramienta proporciona validación para comprobar si el usuario es realmente quien dice serlo.

La mejor manera de garantizar la seguridad en las redes es implementando un sistema robusto e integrando todas estas tecnologías citadas anteriormente, junto con capacidades adecuadas para detectar intrusión, prevenir ataques DDoS (ataques distribuidos negativamente) y controlar el acceso a los recursos críticos dentro del sistema.

Desafíos en la criptografía moderna

La criptografía moderna se ha convertido en una parte esencial de la seguridad digital. Lo que significa que los desafíos que enfrentan los expertos en criptografía moderna son muy importantes. En las siguientes líneas te mostramos cosas a tener en cuenta al abordar estos desafíos:

• Algoritmos criptográficos. Los algoritmos criptográficos deben ser lo suficientemente robustos como para resistir ataques y mantener la seguridad. Lo anterior quiere decir que los algoritmos deben ser capaces de resistir intentos de descifrar sus claves, así como de evitar el acceso no autorizado a los datos protegidos por ellas.
• Protocolos de seguridad. Además de contar con buenos algoritmos criptográficos, los protocolos utilizados para la implementación deben ser lo suficientemente fuertes como para garantizar un nivel adecuado de seguridad sin comprometer el rendimiento del sistema. Esto es especialmente importante cuando hay muchas personas involucradas. Puesto que todos tienen que estar usando el mismo protocolo para poder transferir datos entre ellas y mantener la privacidad y seguridad necesarias.
• Uso de herramientas adecuadas. La elección correcta y el uso adecuado de herramientas criptográficas son vitales para garantizar un nivel óptimo de seguridad sin comprometer el rendimiento del sistema o causar problemas innecesarios con sus usuarios finales. Por ejemplo, los desarrolladores deben elegir las herramientas correctamente para satisfacer sus necesidades específicas, así como entender qué problemas podrían surgir si eligieran mal o no saber configurarlas correctamente.
• Protección contra ataques externos. A medida que más personas usan la tecnología digital, también aumentan las amenazas externas dirigidas a explotar vulnerabilidades en los sistemas informáticos y robar información confidencial o bloquearlos por completo. Para prevenirlo, es necesario diseñar mecanismos efectivamente para detectar y corregir estados inseguros antes de que un ataque externo pueda explotarlos exitosamente.
• Funcionalidades emergentes. El área de la criptografía moderna está constantemente evolucionando para satisfacer las demandadas actuales y futuras del mercado digital. Por tanto, los profesionales deben estar preparados para manejar nuevas funciones emergentes y adaptarse rápidamente a ellas sin sacrificar la seguridad existente.

Historia de la criptografía

La criptografía es una de las disciplinas más antiguas de la informática, con una historia que se remonta a los tiempos previos a la era digital. Esta ha sido usada para garantizar el secreto y la seguridad de comunicaciones desde hace miles de años.

El origen de esta disciplina hay que buscarlo en los trabajos realizados por los primeros militares, quienes desarrollaron sistemas para cifrar sus mensajes y evitar que fueran interceptados por los enemigos. Estos sistemas fueron perfeccionados durante toda la historia hasta llegar a los sistemas modernos de encriptación actualmente usados.

Los primeros registros históricos sobre el uso de la criptografía se remontan al siglo V a.C., cuando el rey Jerjes I mandó construir tablas con caracteres indescifrables para que sus mensajeros transportaran comunicaciones secretas sin temor a ser leídos por otros. De igual forma, fue utilizada por Julio César para codificar sus cartas, lo que se conoce como «Cifrado César».

Durante los siglos XVI y XVII aparecieron nuevas técnicas basadas en claves simétricas, utilizadas principalmente por militares y diplomáticos para mantener el secretismo en sus comunicaciones. A principios del siglo XX se desarrollaron algoritmos modernos como el DES (Data Encryption Standard) y AES (Advanced Encryption Standard).

En el mundo digital actual, la criptografía juega un papel fundamental en la protección de datos personales e información confidencial. Las tecnologías blockchain, redes inalámbricas WiFi o pagos con tarjeta online dependen todas ellas del uso adecuado de la criptografía para garantizar su seguridad y evitar fraudes o ataques informáticos.

A pesar del avance tecnológico experimentado durante las últimas décadas, es importante destacar que muchos principios básicos usados hoy en día son herederos directos de aquellos desarrollados hace miles de años atrás: claves simétricas, asimétricas o protocolos hashing son solo algunos ejemplos donde vemos estrecha relación entre pasado y presente. La criptografía es un campo dinámico donde las nuevas ideas surgen constantemente para mejorar nuestra seguridad digital.