Centro Universitario UAEM Zumpango Ingeniería en Computación. Dr. Arturo Redondo Galván 1

Transcripción

1 Centro Unverstaro UAEM Zumpango Ingenería en Computacón 1

2 SEGURIDAD EN REDES UNIDAD III Crptografía y autentcacón Tema: Modos de operacón 2

3 OBJETIVO: Conocer e mplementar los dferentes modos de operacón para res por s. 3

4 MODOS DE OPERACIÓN (1/27) Un r por s, por sí msmo, es adecuado para cfrar un sólo de longtud fja. Un modo de operacón es un algortmo que utlza un r por s para proporconar mayor segurdad. Este descrbe cómo aplcar repetdamente una operacón de para cfrar todo un mensaje, es decr, más de un. Operan con s completos, por lo que s el últmo esta ncompleto es necesaro que sea rellenado. 4

5 Vector de ncalzacón (IV) MODOS DE OPERACIÓN (2/27) Es una secuenca bnara únca para cada operacón de. Se utlza para generar textos s dstntos (aleatoros) cuando se cfra el msmo texto con la msma llave, lo que evta tener que regenerar las llaves. No tene que repetrse y en algunos casos es aleatoro. No es necesaro mantenerlo en secreto pero, en la mayoría de los casos, no debe ser utlzado con la msma llave. 5

6 Rellenado (paddng) MODOS DE OPERACIÓN (3/27) Los res por s operan con s completos, por lo que s el últmo esta ncompleto es necesaro que sea rellenado antes del proceso de. Los prncpales métodos de rellenado son: 1. CMS. Agrega en los bytes faltantes el número de éstos. Está defndo en RFC 5652, PKCS#5, PKCS#7 and RFC 1423 PEM. 2. Agregar al prmer byte 80h y los sguentes con bytes nulos (null bytes). Defndo en ANSI X.923 and ISO/IEC Rellenar con ceros los bytes a excepcón del últmo que es llenado con la longtud de los bytes que faltan. 6

7 Rellenado (paddng) MODOS DE OPERACIÓN (4/27) 4. Rellenar con bytes nulos. Sólo usado en texto ASCII. 5. Rellenar con espacos. Sólo usado en texto ASCII 6. Rellenar con bytes aleatoros a excepcón del últmo que es llenado con el número de bytes de relleno. 7

8 Modo ECB (Electronc codebook) MODOS DE OPERACIÓN (5/27) Es el modo más smple de operacón. Los s son s de manera ndependente. Puede soportar una llave para cada uno de los s. Los s pueden ser s en paralelo. Tene la ventaja de funconar ben en canales con rudo. S exste un error en un texto, éste sólo afecta el des de ese. Bloques déntcos de textos en claro producrán textos s guales por lo que no es recomendable para protocolos crptográfcos. 8

9 Modo ECB (Electronc codebook) MODOS DE OPERACIÓN (6/27) Texto en claro Texto en claro Texto en claro Texto Texto Texto Cfrado modo ECB 9

10 Modo ECB (Electronc codebook) MODOS DE OPERACIÓN (7/27) Texto Texto Texto des des des Texto en claro Texto en claro Texto en claro Des modo ECB 10

11 MODOS DE OPERACIÓN (8/27) Modo CBC (Cpher-block channg) Utlza un mecansmo de retroalmentacón donde el de un depende del del prevo de tal modo que se produzca un encadenamento. Debdo al encadenamento, el últmo puede ser utlzar como una frma dgtal o checksum del resto, permtendo verfcar que no ha sdo alterado. Un error en el texto sólo afecta al des de dos s. Se utlza para y autentcacón. 11

12 MODOS DE OPERACIÓN (9/27) Modo CBC (Cpher-block channg) El texto en claro es XOR con el prevo y el resultado es. Usa un vector de ncalzacón. No es necesaro que sea secreto y debe ser dferente para cada texto en claro. No es posble descfrar una sola parte. S los s no están ordenados el des no es correcto. El debe ser realzado de forma secuencal, por lo que no es paralelzable. 12

13 MODOS DE OPERACIÓN (10/27) Modo CBC (Cpher-block channg) Vector de ncalzacón (IV) Texto en claro Texto en claro Texto en claro Texto Texto Texto C Cfrado modo CBC P C, C IV EK

14 MODOS DE OPERACIÓN (11/27) Modo CBC (Cpher-block channg) Texto Texto Texto Vector de ncalzacón (IV) des des des Texto en claro Texto en claro Texto en claro P Des modo CBC C C, C IV DK

15 MODOS DE OPERACIÓN (12/27) Comparacón de modo ECB y modo CBC Informacón Cfrado usando Cfrado usando orgnal el modo ECB el modo CBC 15

16 MODOS DE OPERACIÓN (13/27) Modo PCBC (Propagatng cpher-block channg) Este tpo de modo de operacón permte que pequeños cambos en el texto se propaguen más que en el modo CBC. El texto en claro es XOR con el XOR del texto en claro y el texto prevos para posterormente ser. Para el del prmer se utlza un vector de ncalzacón. 16

17 MODOS DE OPERACIÓN (14/27) Modo PCBC (Propagatng cpher-block channg) Vector de ncalzacón (IV) Texto en claro Texto en claro Texto en claro Texto Texto Texto C E K Cfrado modo PCBC P P C, P C IV

18 MODOS DE OPERACIÓN (15/27) Modo PCBC (Propagatng cpher-block channg) Texto Texto Texto Vector de ncalzacón (IV) des des des Texto en claro Texto en claro Texto en claro P D K Des modo PCBC C P C, P C IV

19 Modo CFB (cpher feedback) MODOS DE OPERACIÓN (16/27) Este tpo de modo de operacón produce secuencas de bts pseudoaleatoros por medo de un r por s. El prmer se produce del del vector de ncalzacón XOR con el texto en claro. Los sguentes s s se obtenen cfrando nuevamente las saldas anterores XOR con los textos en claro. En el des no es necesaro utlzar la funcón de des, es decr, úncamente se utlzan res para ambas operacones. 19

20 Modo CFB (cpher feedback) MODOS DE OPERACIÓN (17/27) No utlzar la funcón de des puede ser una ventaja en los casos donde dcha funcón es más lenta que el. En la práctca CFB es útl porque puede recuperarse de errores en la transmsón del texto. El des, a dferenca del, puede ser paralelzable. 20

21 Modo CFB (cpher feedback) MODOS DE OPERACIÓN (18/27) Vector de ncalzacón (IV) Texto en claro Texto en claro Texto en claro Texto Texto Texto Cfrado modo CFB C C 0 E K IV C 1 P 21

22 Modo CFB (cpher feedback) Vector de ncalzacón (IV) MODOS DE OPERACIÓN (19/27) Texto Texto Texto Texto en claro Texto en claro Texto en claro Des modo CFB P C 0 E K IV C 1 C 22

23 Modo OFB (output feedback) MODOS DE OPERACIÓN (20/27) La estructura del modo OFB es smlar al modo CFB y a un r por flujo. Utlza un vector de ncalzacón para crear un pseudoaleatoro que se usa para realzar una operacón XOR con el texto en claro para generar el texto. La salda de la funcón de ( pseudoaleatoro) es la entrada de la sguente funcón, por lo que sólo depende del vector de ncalzacón y la llave. 23

24 Modo OFB (output feedback) MODOS DE OPERACIÓN (21/27) Una ventaja de este método es que los errores de bt en la transmsón no se propagan. Los s de salda depende de los s anterores por lo que este modo no es paralelzable. 24

25 Modo OFB (output feedback) MODOS DE OPERACIÓN (22/27) Vector de ncalzacón (IV) Texto en claro Texto en claro Texto en claro Texto Texto Texto C I Cfrado modo OFB P O O O I 1 0 E K IV I 25

26 Modo OFB (output feedback) MODOS DE OPERACIÓN (23/27) Vector de ncalzacón (IV) Texto Texto Texto Texto en claro Texto en claro Texto en claro P I Des modo OFB C O O O I 1 0 E K IV I 26

27 Modo CTR (counter) MODOS DE OPERACIÓN (24/27) El modo de operacón CTR smula un r por flujo de datos. Este modo de operacón hace uso de un contador como vector de ncalzacón. El vector de ncalzacón está formado por un nonce (number used once) y un contador de que se ncrementa en funcón del a cfrar. El nonce se construye con nformacón conocda entre el emsor y el receptor. Su uso es para evtar s s guales con mensajes déntcos. 27

28 Modo CTR (counter) MODOS DE OPERACIÓN (25/27) El prmer se obtene cfrando el nonce con el contador de s y aplcando una funcón XOR del con el de mensaje en claro. El des se realza hacendo la msma operacón con la únca dferenca que la operacón XOR es entre el obtendo y el recbdo. Los s se cfran o descfran de manera ndependente por lo que en ambos casos pueden ser paralelzables. 28

29 Modo CTR (counter) MODOS DE OPERACIÓN (26/27) Nonce + contador 7af3b Nonce + contador 7af3b Nonce + contador 7af3b Texto en claro Texto en claro Texto en claro Texto Texto Texto Cfrado modo contador (CTR) 29

30 Modo CTR (counter) MODOS DE OPERACIÓN (27/27) Nonce + contador 7af3b Nonce + contador 7af3b Nonce + contador 7af3b Texto Texto Texto Texto en claro Texto en claro Texto en claro Des modo contador (CTR) 30

31 REFERENCIAS (1/2) 1. Carracedo, J. Segurdad en Redes Telemátcas. Mc Graw Hll, McClure, S., Scambray, J. and Kurtz, G. Hackng Exposed. Network Securty Secrets and Solutons (Thrd Edton). McGraw-Hll, Pastor, J. y Sarasa, M.A. Crptografía dgtal: fundamentos y aplcacones. Zaragoza: Prensas Unverstaras, Rodríguez-Henríquez, F., Saqp, N. A., Díaz-Pérez, A., and Koç, C. K. Cryptographc Algorthms on Reconfgurable Hardware (Sgnals and Communcaton Technology), Sprnger-Verlag New York, Inc Stallngs, W. Fundamentos de segurdad en redes: aplcacones y estándares (2ª Ed). Pearson-Prentce Hall,

32 REFERENCIAS (2/2) 6. Stallngs, W. Network Securty Essentals Applcatons and Standars 3a edcón. 7. Trappe W., Wshngton L. C. Introducton to Cryptography: wth Codng Theory. Person Prentce Hall, Second Edton, Wllam S. Cryptography and Network Securty: Prncples and Practce. Pearson, sxth edton,