Algorítmos

Para que un algoritmo de clave simétrica sea fiable debe cumplir:


– Una vez que el mensaje es cifrado, no se puede obtener la clave de cifrado/descifrado ni tampoco el texto en claro.

– Si conocemos el texto en claro y el cifrado, se debe tardar más y gastar más dinero en obtener la clave, que el posible valor derivado de la información sustraída (texto en claro).


Debemos tener en cuenta que los algoritmos criptográficos son públicos, por lo que su fortaleza debe depender de su complejidad interna y de la longitud de la clave empleada para evitar los ataques de fuerza bruta.






DES (Data Encryption Standard):


Su arquitectura está basada en un sistema monoalfabético, donde un algoritmo de cifrado aplica sucesivas permutaciones y sustituciones al texto en claro. En un primer momento la información de 64bits se somete a una permutación inicial, y a continuación se somete a una permutación con entrada de 8 bits, y otra de sustitución de entrada de 5 bits, todo ello constituido a través de un proceso con 16 etapas de cifrado.


El algoritmo DES usa una clave simétrica de 64bits, los 56 primeros bits son empleados para el cifrado, y los 8 bits restantes se usan para comprobación de errores durante el proceso. La clave efectiva es de 56 bits, por tanto, tenemos 2⁵⁶ combinaciones posibles, por lo que la fuerza bruta se hace casi imposible.

Ventajas:


– Es uno de los sistemas más empleados y extendidos, por tanto es de los más probados.

– Implementación sencilla y rápida.


Inconvenientes:


– No se permite una clave de longitud variable, es decir, no se puede aumentar para tener una mayor seguridad.

– Es vulnerable al criptoanálisis diferencial (2⁴⁷ posibilidades) siempre que se conozco un número suficiente de textos en claro y cifrados.

– La longitud de clave de 56 bits es demasiado corta, y por tanto vulnerable. Actualmente DES ya no es un estándar, debido a que en 1999 fue roto por un ordenador.






3DES (Triple Data Encryption Standard)


Se basa en aplicar el algoritmo DES tres veces, la clave tiene una longitud de 128 bits. Si se cifra el mismo bloque de datos dos veces con dos llaves diferentes (de 64 bits), aumenta el tamaño de la clave.


El 3DES parte de una llave de 128 bits, que es divida en dos llaves, A y B.


Al recibir los datos, aplicamos el algoritmo DES con la llave A, a continuación se repite con la llave B y luego otra vez con la llave A (de nuevo).


3DES aumenta de forma significativa la seguridad del sistema de DES, pero requiere más recursos del ordenador.


Existe una variante del 3DES, conocida como DES-EDE3, con tres claves diferentes y una longitud de 192bits, consiguiendo un sistema mucho más robusto.

RC5


Se aplican operaciones XOR sobre los datos, pudiendo ser de 32, 64 o 128 bits. Permite diferentes longitudes de clave, y un número variable de iteraciones (la seguridad del cifrado aumenta exponencialmente cuanto mayor número de iteraciones), también funciona como un generador de número aleatorios, sumándoles a los bloques de texto rotados mediante la XOR.


IDEA (International Data Encriptión Algorithm)


Aplica una clave de 128 bits sin paridad a bloques de datos de 64 bits, y se usa tanto para cifrar como para descifrar.


Se alteran los datos de entrada en una secuencia de iteraciones parametrizadas, con el objetivo de producir bloques de salida de texto cifrado de 64 bits. IDEA combina operaciones matemáticas como XOR, sumas con acarreo de módulo 2¹⁶ y multiplicaciones de módulo 2¹⁶+1, sobre bloques de 16 bits.


Según numerosos expertos criptográficos, IDEA es el mejor algoritmo de cifrado de datos existente en la actualidad ya que existen 2¹²⁸ claves privadas que probar mediante el ataque de fuerza bruta.


AES (Advanced Encryption Standard)


Este algoritmo es el más conocido entre los usuarios de routers, ya que WPA opera con AES como método de cifrado. Este cifrado puede implementar tanto en sistemas hardware como en software. El sistema criptográfico AES opera con bloques y claves de longitudes variable, hay AES de 128bits, de 192 bits y de 256 bits.


El resultado intermedio del cifrado constituye una matriz de bytes de cuatro filas por cuatro columnas. A esta matriz se le vuelve a aplicar una serie de bucles de cifrado basado en operaciones matemáticas (sustituciones no lineales de bytes, desplazamiento de filas de la matriz, combinaciones de las columnas mediante multiplicaciones lógicas y sumas XOR en base a claves intermedias).