Sistemas de Cifra Clásicos - · PDF fileSeguridad Informática y...

Seguridad Informtica y Criptografa
Vctor Andrs Ochoa Correa
Curso de Seguridad Informtica y Criptografa JRA
CAPTULO 1 INFORMATICA FORENSE SISTEMAS DE CIFRA CLSICOS
INFORMATICA FORENSE
Vctor Andrs Ochoa Correa ----- Capitulo 1. Criptografa

Jorge Rami Aguirre Madrid (Espaa) 2006
Captulo 9: Sistemas de Cifra Clsicos Pgina 344
Clasificacin histrica de criptosistemas
La clasificacin actual de los sistemas de cifra se basa en el tratamiento de la informacin (cifrado en bloque vs cifrado en flujo) o bien en el tipo de clave utilizada en la cifra (sistemas de clave secreta v/s sistemas de clave pblica), pero segn su relacin con la historia de la criptografa podramos clasificarlos como:
Sistemas de Cifra Clsicos versus Sistemas de Cifra Modernos
Esta no es ni mucho menos la mejor clasificacin desde el punto de vista de la ingeniera y la informtica ... pero permitir comprobar el desarrollo de estas tcnicas de cifra, hoy en da rudimentarias y simples, desde una perspectiva histrica y culturalmente interesante para un ingeniero. Adems, nos permitir criptoanalizar con cierta facilidad prcticamente todos estos sistemas y comprobar tambin las teoras de Shannon sobre las estadsticas del lenguaje.
INFORMATICA FORENSE

Una primera aproximacin histrica El uso de tcnicas criptogrficas es casi tan antiguo como las culturas
de los primeros pueblos de nuestro planeta.
Ya en el siglo V antes de J.C. un pueblo griego usaba tcnicas elementales de cifra para proteger su informacin.
Se pretenda garantizar en aquellos das slo la confidencialidad y la autenticidad de los mensajes. A finales del siglo XX se han aadido la disponibilidad y, ltimamente, el no repudio.
Los mayores avances se logran en la Primera y Segunda Guerra Mundiales, especialmente durante y despus de esta ltima. Los pases en conflicto posean verdaderas empresas con un gran nmero de matemticos, cuya funcin era romper los mensajes cifrados de los teletipos intercambiados por sus enemigos.
INFORMATICA FORENSE

Herramientas de la criptografa clsica Tanto mquinas, artilugios de cifra, como los algoritmos que
trabajaban matemticamente dentro de un cuerpo finito n, hacen uso de dos tcnicas bsicas orientadas a caracteres y que, muchos siglos despus, las propondr Shannon como herramientas para fortalecer la cifra:
Tcnicas de sustitucin: Los caracteres o letras del mensaje en claro se modifican o sustituyen por otros elementos o letras en la cifra. El criptograma tendr entonces caracteres distintos a los que tena el mensaje en claro.
Tcnicas de transposicin o permutacin: los caracteres o letras del mensaje en claro se redistribuyen sin modificarlos y segn unas reglas, dentro del criptograma. El criptograma tendr entonces los mismos caracteres del mensaje en claro pero con una distribucin o localizacin diferente.
INFORMATICA FORENSE

y algunos ejemplos...
Clasificacin de los criptosistemas clsicos
TRANSPOSICIN SUSTITUCIN
MONOGRMICA POLIGRMICA NO PERIDICA PERIDICA
ALFABETO
ESTNDAR
ALFABETO
MIXTO
DIGRMICA N-GRMICA
LINEALES PROGRESIVOS
CSAR
PLAYFAIR HILL
VERNAM
ENIGMA
VIGENRE AFN
OTROS
ALFABETO
ESTNDAR
ALFABETO
MIXTO
OTROS
COLUMNAS
FILAS
SERIES
GRUPOS MONOALFABTICA POLIALFABTICA
ESCTALA
INFORMATICA FORENSE

Hitos histricos en la criptografa La criptografa clsica abarca desde tiempos
inmemoriales hasta la mitad del siglo XX. El punto de inflexin en esta clasificacin la marcan tres
hechos relevantes:
En el ao 1948 se publica el estudio de Claude Shannon sobre la Teora de la Informacin.
En 1974 aparece el estndar de cifra DES.
Y en el ao 1976 se publica el estudio realizado por Whitfield Diffie y Martin Hellman sobre la aplicacin de funciones matemticas de un solo sentido a un modelo de cifra, denominado cifrado con clave pblica.
C
I
F
R
A
D
O
D
I
G
I
T
A
L
http://www.cs.jhu.edu/~rubin/courses/sp03/papers/diffie.hellman.pdf
INFORMATICA FORENSE
http://www.cs.jhu.edu/~rubin/courses/sp03/papers/diffie.hellman.pdf

Primer cifrador por transposicin: esctala La esctala era usada en el siglo V a.d.C. por el pueblo
griego de los lacedemonios. Consista en un bastn en el que se enrollaba una cinta de cuero y luego se escriba en ella el mensaje de forma longitudinal.
Al desenrollar la cinta, las letras aparecern desordenadas.
Para descifrar el criptograma y recuperar el mensaje en claro habr que enrollar dicha cinta en un bastn con el mismo dimetro que el usado en el extremo emisor y leer el mensaje de forma longitudinal. La clave del sistema se encuentra en el dimetro del bastn. Se trata de una cifra por transposicin pues los caracteres del criptograma son los mismos que en el texto en claro pero estn distribuidos de otra forma dentro del criptograma.
INFORMATICA FORENSE

A S I C I F R A B
A N C O N L A E S
C I T A L A
El texto en claro es:
M = ASI CIFRABAN CON LA ESCITALA
El texto cifrado o criptograma ser:
C = AAC SNI ICT COA INL FLA RA AE BS
En ese bastn resida la fortaleza de un pueblo.
Por ello, y como smbolo de poder, el bastn de mando que se le entrega al alcalde de una ciudad en la ceremonia de su
nombramiento, proviene de estos tiempos tan remotos.
Mtodo de cifra de la esctala
Bastn y cinta para cifrar
INFORMATICA FORENSE

Primer cifrador por sustitucin: Polybios
Es el cifrador por sustitucin de caracteres ms antiguo que se conoce (siglo II a.d.C.) pero como duplica el tamao del texto en claro, con letras o nmeros, ... no fue tan buena la idea.
A B C D E 1 2 3 4 5
A A B C D E 1 A B C D E B F G H IJ K 2 F G H IJ K C L M N O P 3 L M N O P D Q R S T U 4 Q R S T U E V W X Y Z 5 V W X Y Z
M1 = QU BUENA IDEA
C1 = DA DE AE AB DE AE
CC AA BD AD AE EA
M2 = LA DEL GRIEGO
C2 = 31 11 14 15 31 22
42 24 15 22 34
INFORMATICA FORENSE

El cifrador del Csar
En el siglo I a.d.C., Julio Csar usaba este cifrador. El algoritmo consiste en el desplazamiento de tres espacios hacia la derecha de los caracteres del texto en claro. Es un cifrador por sustitucin monoalfabtico en el que las operaciones se realizan mdulo n, siendo n el nmero de elementos del alfabeto (en aquel entonces el latn).
Mi 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 Ci D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
Alfabeto de cifrado del Csar para castellano mod 27
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
INFORMATICA FORENSE

Mi 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 Ci D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
M = EL PATIO DE MI CASA ES PARTICULAR
C = H SDWLR GH OL FDVD HV SDUWLFXDU
Cada letra se cifrar siempre igual. Es una gran debilidad y hace que este sistema sea muy vulnerable y fcil de atacar, simplemente usando las estadsticas del lenguaje. Puede ver la tabla de frecuencias tpicas del lenguaje castellano en el captulo 21 de este libro.
Ejemplo de cifra del Csar en mod 27
Cifrado: Ci = Mi + 3 mod 27 Descifrado: Mi = Ci - 3 mod 27
INFORMATICA FORENSE

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
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Criptoanlisis del cifrador por sustitucin
Cifrado: Ci = (Mi + b) mod 27 Descifrado: Mi = (Ci b) mod 27
La letra ms frecuente del criptograma la hacemos coincidir con la ms frecue

Sistemas de Cifra Clásicos - · PDF fileSeguridad Informática y...

Documents

Transcript of Sistemas de Cifra Clásicos - · PDF fileSeguridad Informática y...