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Tema 7 Criptosistemas Clásicos Curso de Seguridad Informática Material Docente de Libre Distribución Curso de Seguridad Informática © Jorge Ramió Aguirre.

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1 Tema 7 Criptosistemas Clásicos Curso de Seguridad Informática Material Docente de Libre Distribución Curso de Seguridad Informática © Jorge Ramió Aguirre Este archivo forma parte de un curso completo sobre Seguridad Informática y Criptografía. Se autoriza su uso, reproducción en computador e impresión en papel sólo para fines docentes, respetando siempre los derechos del autor. Ultima actualización: 10/02/02 Archivo con 15 diapositivas Dr. Jorge Ramió Aguirre Universidad Politécnica de Madrid

2 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.2 El contenido de este tema corresponde sólo a unos primeros apuntes en diapositivas. Si lo desea, puede encontrar una explicación más detallada sobre la historia de la criptografía y de los sistemas de cifra clásicos en el libro guía de la asignatura o bien usando el software de libre distribución Libro Electrónico de Criptografía Clásica que se comenta al final de este archivo. Nota del autor

3 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.3 Los criptosistemas pueden clasificarse según: a) Su relación con la Historia en: - Sistemas Clásicos y Sistemas Modernos No es ésta la mejor clasificación desde el punto de vista de la ingeniería y la informática... No obstante, permitirá comprobar el desarrollo de estas técnicas de cifra hoy en día rudimentarias y en algunos casos simples, desde una perspectiva histórica que es interesante como cultura general para todo ingeniero. Clasificación histórica de criptosistemas

4 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.4 o bien según: b) El tratamiento de la información a cifrar en: - Cifra en Bloque y Cifra en Flujo c) El tipo de clave utilizada en la cifra en: - Clave Secreta y Clave Pública Cifra en flujo Se verá en el Tema 9 Cifra en bloqueSe verá en el Tema 10 Cifra con clave secretaSe verá en el Tema 10 Cifra con clave públicaSe verá en los Temas 11 y 12 Clasificación actual de los criptosistemas

5 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.5 La criptografía es casi tan antigua como las primeras civilizaciones de nuestro planeta. Ya en el siglo V antes de J.C. se usaban técnicas de cifra para proteger a la información. Se pretendía garantizar sólo la confidencialidad y la autenticidad de los mensajes. Los mayores avances se lograron en la Segunda Guerra Mundial: los países en conflicto tenían un gran número de técnicos encargados de romper los mensajes cifrados de los teletipos. Primera aproximación histórica

6 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.6 Tanto máquinas, artilugios de cifra, como los algoritmos que trabajaban matemáticamente dentro de un cuerpo finito n, hacen uso de dos técnicas básicas orientadas a caracteres y que, muchos siglos después, propone Shannon: Sustitución: un carácter o letra se modifica o sustituye por otro elemento en la cifra. Transposición: los caracteres o letras del mensaje se redistribuyen sin modificarlos y según unas reglas, dentro del criptograma. Herramientas de la criptografía clásica

7 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.7 TRANSPOSICIÓN SUSTITUCIÓN MONOGRÁMICAPOLIGRÁMICANO PERIÓDICAPERIÓDICA ALFABETO ESTÁNDAR ALFABETO MIXTO DIGRÁMICA N-GRÁMICA LINEALES PROGRESIVOS CÉSAR PLAYFAIR HILL VERNAM ENIGMA VIGENÈRE AFÍN OTROS ALFABETO ESTÁNDAR ALFABETO MIXTO OTROS Clasificación de los criptosistemas clásicos COLUMNAS FILAS SERIES GRUPOS MONOALFABÉTICAPOLIALFABÉTICA ESCÍTALA y algunos ejemplos

8 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.8 La criptografía clásica abarca desde tiempos inmemoriales hasta la mitad del siglo XX. El punto de inflexión en esta clasificación la marcan tres hechos relevantes: –En el año 1948 se publica el estudio de Claude Shannon sobre la Teoría de la Información. –En 1974 aparece el estándar de cifra DES. –En el año 1976 se publica el estudio realizado por W. Diffie y M. Hellman sobre la aplicación de funciones matemáticas de un solo sentido a un modelo de cifra, denominado cifrado con clave pública. CIFRADOCIFRADO DIGITALDIGITAL Hitos históricos de la criptografía

9 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.9 La escítala era usada en el siglo V a.d.C. por el pueblo griego lacedemonios. Consistía en un bastón en el que se enrollaba una cinta y luego se escribía en ella el mensaje de forma longitudinal. Al desenrollar la cinta, las letras aparecían sin orden alguno. La única posibilidad de deshacer esta cifra pasaba por enrollar dicha cinta en un bastón con el mismo diámetro que el usado en el extremo emisor y leer el mensaje de forma longitudinal. El cifrador de la escítala

10 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.10 El texto en claro es: M = ASI CIFRABAN CON LA ESCITALA El texto cifrado o criptograma será: C = AAC SNI ICT COA INL FLA RA AE BS De aquí proviene el famoso bastón de mando que vemos en las Alcaldías Se trata de un sistema de cifra por transposición Método de cifra de la escítala

11 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.11 Es el cifrador por sustitución de caracteres más antiguo que se conoce (siglo II a.d.C.) pero duplica el tamaño. M 1 = QUÉ BUENA IDEA C 1 = DA DE AE AB DE AE CC AA BD AD AE EA M 2 = LA DEL GRIEGO C 2 = El cifrador de Polybios

12 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.12 En el siglo I a.d.C., Julio César presenta este cifrador cuyo algoritmo consiste en el desplazamiento de tres espacios hacia la derecha de los caracteres del texto en claro. Es un cifrador por sustitución en el que las operaciones se realizan módulo n, siendo n igual al número de elementos del alfabeto (latín). Alfabeto de cifrado del César para castellano mod 27 El cifrador del César

13 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.13 M = EL PATIO DE MI CASA ES PARTICULAR C = HÑ SDWLR GH OL FDVD HV SDUWLFXÑDU Cada letra se cifrará siempre igual. Es una gran debilidad y hace que este sistema sea muy vulnerable y fácil de atacar simplemente usando las estadísticas del lenguaje. Ejemplo de cifra con cifrador del César

14 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.14 ESTIMADO/A LECTOR/A: AL IGUAL QUE EN CIERTAS PÁGINAS WEB, ESTE CAPÍTULO ESTARÁ EN CONSTRUCCIÓN DURANTE ALGÚN TIEMPO mis disculpas! NO OBSTANTE, SE SEGUIRÁN PUBLICANDO LOS TEMAS SIGUIENTES DEL CURSO EN DIAPOSITIVAS SOBRE TÉCNICAS DE CIFRA MODERNAS, DE MAYOR INTERÉS ACADÉMICO DE ACUERDO CON EL AVANCE DE LA ASIGNATURA DE SEGURIDAD INFORMÁTICA. Si está muy interesado en el tema... En construcción...

15 © Jorge Ramió Aguirre Madrid (España) 2002 Curso de Seguridad Informática. Tema 7: Criptosistemas Clásicos.15 Si está interesado en estos temas de criptografía clásica e historia de las máquinas de cifrar, puede descargar el Libro Electrónico de Criptografía Clásica hecho en ToolBook desde el servidor de la Red Temática Iberoamericana de Criptografía y Seguridad de la Información, CriptoRed. El archivo de instalación tiene un tamaño de 5.17 MB. Su uso es verdaderamente sencillo. Podrá además comprobar y practicar con estos algoritmos de cifra clásica puesto que el libro incluye un software específico para ello. El libro electrónico de criptografía clásica Fin del Tema 7


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