Cuando era niño solía tener mucho más tiempo para platicar con mi abuelo materno

Transcripción

1 Quién no ha soñado, al menos una vez, con ser un valiente y listo espía? Dejando de lado las películas del legendario James Bond, la seguridad en la transmisión de información confidencial es crucial en nuestra época. Este texto nos revela un poco de esa interesante y misteriosa disciplina: la criptología. Cuando era niño solía tener mucho más tiempo para platicar con mi abuelo materno algo que afortunadamente aun puedo hacer- y en esas charlas tan amenas me ha transmitido mucha de su sabiduría; he de confesar que a veces me parecía increíble lo que me contaba, pero con el paso del tiempo me di cuenta de que me lo decía porque ya lo había vivido. Me enseñó a pronosticar cuando va llover o cuando va a pasar algo malo fijándome en las estrellas, en la luna y el sol y gracias a otras señales que no todas las personas conocen. En una de esas conversaciones me platicó la historia de la familia y me dijo un secreto que sólo algunos integrantes de la misma conocen. Así como mi abuelo me contó algo tan suyo, en el mundo existe la necesidad de confiar ciertas cosas a otra persona pero sin correr el riesgo de que alguien más lo sepa; como la comunicación persona a persona no siempre es posible, con frecuencia se utilizan medios escritos, pero no siempre se tiene la certeza de que la información llegue intacta al destinatario. De eso trata lo que escribo a continuación.

2 Jarqín, J. A. (2012). Chitón! o de cómo contar (y guardar) secretos [Versión electrónica], Ciencia Compartida, 4, Recuperado el (día) de (mes) de (año), de (dirección electrónica). a veces es necesario mandar cartas que no pueden caer en manos de una persona errónea pues ello traería serias dificultades. Es así como se han ido generando diversas estrategias para esconder mensajes, como la criptología. La palabra proviene de dos vocablos griegos: criptos (oculto) y logos (tratado, ciencia). La criptología es el estudio del cifrado y descifrado de sistemas y se divide en dos partes: la criptografía, que es el estudio y diseño de sistemas para cifrar mensajes, y el criptoanálisis, que es el estudio de descifrado no autorizado de mensajes cifrados; notemos que la criptografía y el criptoanálisis son opuestos y complementarios a la vez, pues mientras una se ocupa en ocultar información el otro la hace publica. La finalidad de la criptografía es mantener la confidencialidad del mensaje y garantizar la autenticidad del criptograma y la del remitente. La criptografía clásica se ocupaba solamente del primer punto y dejaba en el olvido el segundo. Ssshhhh que nadie se entere A lo largo del tiempo, ya sea por cuestiones de guerras o de amoríos o simplemente para ocultar objetos o información- valiosos, el ser humano se ha preocupado por la seguridad. En las guerras, claro está, el objetivo principal estiba en evitar que el enemigo conozca la táctica a seguir; en los amores, El primer método criptográfico conocido tenía por nombre escítala y fue utilizado durante la guerra entre Atenas y Esparta. Consistía en enrollar un papiro en un rodillo y escribir un mensaje en aquel; el texto, que quedaba escrito de forma vertical en el papiro extendido (ver Figura 1) aparentemente solo era un conjunto de letras sin sentido, y la única forma de recuperar el mensaje original era que el remitente tuviese un rodillo del mismo diámetro.

3 Cómo te lo cuento? Las claves utilizadas en la codificación de mensajes son las que marcan la diferencia entre los diversos métodos criptográficos. Por una parte tenemos los métodos simétricos, que son aquellos en los que la clave de cifrado es la misma que la de descifrado; cabe destacar que dicha clave tiene que permanecer en secreto, es decir, el emisor y el receptor deben ser los únicos que poseen el código. Por otro lado están los métodos asimétricos: aquellos en los que la clave de cifrado y descifrado no coinciden; en esta modalidad generalmente la clave de cifrado es conocida por el publico y la de descifrado solo es conocida por el usuario final. En este artículo revisaremos algunos métodos simétricos y sólo uno asimétrico. Dentro de los sistemas criptográficos simétricos tenemos los de sustitución, transposición, los códigos, los nomenclátores, etc. Un ejemplo de sustitución lo vemos con el cifrado César que se le atribuye al emperador Julio César, quien lo utilizó en la guerra de las Galias. Este sistema básicamente hace un desplazamiento de las letras del alfabeto: comienza numerando las letras iniciando desde el cero -tal como se ve en la Tabla 1- y posteriormente se efectúa un desplazamiento de tres lugares, es decir, a la letra A se le asigna la D, a la B le asignamos la E y así sucesivamente. Con un ejemplo quedará mas claro cómo funciona este método. Cifremos la frase HOLA BUENOS DIAS. De acuerdo con la tabla H K,O R,L O,A D, B E,U X,E H,N Q,S V,D G,I L. Por tanto, la frase original quedaría cifrada así: KROD EXHQRV GLDV. Hay que destacar que lo primero por hacer al cifrar un texto es echar a perder la ortografía, pues debemos olvidarnos de comas, acentos y demás reglas de puntuación. Otra técnica criptográfica la constituyen los códigos, que se basan principalmente en la asociación entre cantidades y letras, palabras o silabas; se volvieron comunes a mitad del siglo XIX y la ventaja que poseían es que se podían enviar mensajes realmente largos con solo algunas claves, por ejemplo, si se convenía en que

4 Buenos días = 0480, Envío = 4938 y Saludos = 3232 Tenemos que el mensaje Buenos días Envío Saludos quedaría codificado de la siguiente forma: Los nomenclátores es un sistema que se desarrolló entre 1400 y 1850 y era un método que combinaba mitad cifrado y mitad código; una de sus características era que los mensajes siempre se escribían en grandes hojas sueltas que eran dobladas después. Un personaje importante de los nomenclátores fue Antoine Rossignol quien decodifico un mensaje para el Rey de Francia y de ahí tomo gran importancia como criptoanalista. Rossignol creó su propia variante de los nomenclátores, pero desafortunadamente para él la llegada del telégrafo provocó que su sistema se volviera obsoleto. Más confuso, más seguro En el tiempo en que los nomenclátores dominaron la criptografía se desarrolló el cifrado de Vignere, denominado así en memoria de su creador Blaise de Vignere quien lo desarrolló en La característica de este sistema es que fue el primer método polialfabético, es decir, que admitía que una misma letra se repitiera más de una vez, aunque no necesariamente con el mismo significado, como veremos a continuación. En este método primero se elige una palabra clave y el mensaje a codificar. La clave que utilizaremos para cifrar bajo este método será HOLA y el texto que cifraremos es: MI VIDA ES LA MUERTE (un poco trágico, pero es sólo un ejemplo). Relacionemos las letras del mensaje con las letras de la clave de la siguiente manera: H O L A H O L A H O L A H O L A M I V I D A E S L A M U E R T E TABLA 1 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 Ahora viene la labor de agente secreto: observemos la tabla que aparece en la Figura 2 y ubiquemos las letras de la clave (HOLA) en la primera columna de la tabla y en el primer renglón de la misma buscamos la letra del texto a cifrar; por ejemplo, buscamos H de la palabra clave y luego en el primer renglón localizamos la M, y tenemos que la T es la letra correspondiente a la intersección de la columna y el renglón en cuestión. Hacemos lo mismo con cada una de las letras del mensaje que deseamos codificar y nos queda la siguiente tabla:

5 H O L A H O L A H O L A H O L A M I V I D A E S L A M U E R T E T W G I K O P S S O X U L F E E Entonces, considerando que para aumentar la seguridad del cifrado agrupamos las letras obtenidas conforme a la palabra clave que tiene cuatro letras-, el mensaje cifrado queda así: TWGI KOPS SOXU LFEE difícil de interpretar, no? En 1971 la empresa IBM inventó un sistema de cifrado simétrico que se basó en todas las teorías sobre criptografía existentes hasta ese momento; se le asignó el nombre de LUCIFER y funcionaba con claves simétricas de 128 bits. Para 1973 el National Bureau of Standard (NBS) convocó a un concurso para elegir un sistema criptográfico para la seguridad de documentos oficiales; este concurso lo ganaron los inventores de LUCIFER en el año Este sistema estaba mejorado y lo llamaron Data Encryption Standard (DES). Dentro de las desventajas que tiene este método es que es considerado secreto nacional de los Estados Unidos y no se puede comercializar sin el permiso del departamento de estado, además de que la clave es muy corta y con maquinas trabajando paralelamente se puede romper la seguridad con relativa facilidad. tipo de codificación surgió en 1976, cuando los investigadores Diffie y Hellman publicaron un artículo en el que proponían un nuevo tipo de criptografía que utilizaba dos claves, una para cifrar y otra para descifrar. De estas claves una se hace pública y la otra es privada para cada usuario. Este sistema posee tres innovadoras características: Confidencialidad. Cualquier persona puede enviar un mensaje cifrado, pero sólo el emisor y el receptor -que tiene la clave privada- pueden descifrar el mensaje. Autentificación. Cualquier persona puede comprobar su procedencia utilizando la clave pública del emisor. El mensaje es auténtico porque sólo el emisor verdadero puede cifrar con su clave privada. Firma digital. Quien envía un mensaje cifrado no puede negar la procedencia ya que se ha cifrado con su clave privada. Quien recibe el mensaje no puede modificar el contenido dada su clave pública. Números: excelentes confidentes Ya hemos visto algunos sistemas simétricos. Ahora veamos un sistema asimétrico, aunque primero vale la pena señalar que este

6 El cifrado asimétrico más importante es el RSA que debe sus siglas a sus inventores Ron Rivest, Adi Shamir y Leonard Adleman, quienes lo desarrollaron en Su poder, además de la asimetría, radica en su carácter matemático, pues todo el proceso está basado en el manejo de los números primos. Un número primo es aquel que sólo puede dividirse de forma exacta entre él mismo y el uno; ejemplos de estos números son 2, 3, 5, 7, etc. Por qué usar este tipo de números para codificar un mensaje? La razón es que no se conoce una formula matemática que genere a todos los primos, a diferencia de como ocurre -por ejemplo- con los números pares. Es relativamente fácil determinar cuándo un número es primo o no, pero lo difícil es saber cuál es el primo que le sigue a un número primo dado. Lo anterior ocasiona que la operación con números primos grandes sea muy difícil de realizar a mano; como dato curioso se tiene que en 1999 la empresa RSA Inc. rompió una clave de RSA de 512 bits, pero tardó poco más de 5 meses y utilizó 292 computadoras para efectuar tal operación. Aunque RSA posee todas las ventajas de los sistemas asimétricos -es decir, la autentificación, la firma digital y la confidencialidad- para mayor seguridad en la actualidad se utilizan sistemas mixtos simétricos para la confidencialidad y asimétricos para distribución de claves simétricas, autentificación y firma digital.

7 Yo quiero saber! Así, vemos que la criptografía es una herramienta que ayuda mucho para mantener en secreto cierta información; ahora sólo nos falta decir cómo entra en todo esto el criptoanálisis. En RSA vimos que para descifrar un mensaje es necesario involucrar mucho trabajo y tecnología orientados a procesos matemáticos de alto nivel, lo cual resulta bastante complicado. Pero incluso en sistemas más simples el arte de develar el significado de un mensaje codificado requiere tiempo, habilidad e ingenio; en el cifrado César, por ejemplo, aplicamos un método estadístico. Primero verificamos que el mensaje esté cifrado con ese sistema; posteriormente comparamos el porcentaje de apariciones que tienen las letras en el texto cifrado con el porcentaje de apariciones que tienen las letras en el español: considerando que la letra que más veces aparece en nuestro idioma es la e, a partir de esto vamos realizando el descifrado por ensayo y error, es decir, si h es la letra que más veces aparece en el mensaje cifrado podemos suponer que se corresponde con la letra e. De forma análoga vemos qué letra sigue en el orden de aparición y la vamos sustituyendo. Si al final de la sustitución obtenemos un texto que tiene sentido entonces desciframos bien; si no, suponemos que esa h equivale, por ejemplo, a la a y así sucesivamente. De esta forma terminamos nuestra breve pero estimulante incursión por el mundo de las claves, los secretos y el ingenio. Es importante saber que actualmente los productos de la criptología están presentes en nuestra vida cotidiana, cuando hacemos compras por internet, transacciones bancarias o incluso cuando instalamos algunos programas en nuestra computadora. Y bueno, no resisto la tentación de despedirme de modo codificado (usando el cifrado César): KDVWD LXHJR.