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Criptografía robusta

La criptografía fuerte o criptográficamente fuerte son términos generales que se utilizan para designar los algoritmos criptográficos que, cuando se usan correctamente, proporci...

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La criptografía fuerte o criptográficamente fuerte son términos generales que se utilizan para designar los algoritmos criptográficos que, cuando se usan correctamente, proporcionan un nivel de protección muy alto (generalmente insuperable) contra cualquier intruso , incluidas las agencias gubernamentales. [ 1 ] No existe una definición precisa de la línea divisoria entre la criptografía fuerte y la criptografía débil ( vulnerable ) , ya que esta frontera cambia constantemente debido a las mejoras en el hardware y las técnicas de criptoanálisis . [ 2 ] Estas mejoras eventualmente ponen las capacidades que antes solo estaban disponibles para la NSA al alcance de una persona experta, [ 3 ] por lo que en la práctica solo hay dos niveles de seguridad criptográfica: "criptografía que impedirá que tu hermana pequeña lea tus archivos y criptografía que impedirá que los grandes gobiernos lean tus archivos" ( Bruce Schneier ). [ 2 ]

Los algoritmos de criptografía robusta tienen una alta seguridad , que para fines prácticos se define generalmente como un número de bits en la clave . Por ejemplo, el gobierno de los Estados Unidos, al tratar con el control de exportaciones de cifrado , consideró desde 1999Cualquier implementación del algoritmo de cifrado simétrico con una longitud de clave superior a 56 bits o su equivalente de clave pública [ 4 ] se considera robusta y, por lo tanto, potencialmente sujeta a la licencia de exportación . [ 5 ] Para ser robusto, un algoritmo necesita tener una clave suficientemente larga y estar libre de debilidades matemáticas conocidas, ya que la explotación de estas reduce efectivamente el tamaño de la clave. A principios del siglo XXI, la robustez de seguridad típica de los algoritmos de cifrado simétrico robustos es de 128 bits (valores ligeramente inferiores también pueden ser robustos, pero generalmente hay poca ventaja técnica al usar tamaños de clave más pequeños). [ 5 ]

Demostrar la resistencia de cualquier esquema criptográfico a los ataques es un asunto complejo que requiere pruebas y revisiones exhaustivas, preferiblemente en un foro público. Se necesitan buenos algoritmos y protocolos (de manera similar, se necesitan buenos materiales para construir un edificio sólido), pero también es necesario un buen diseño e implementación del sistema: "es posible construir un sistema criptográficamente débil utilizando algoritmos y protocolos robustos" (al igual que el uso de buenos materiales en la construcción no garantiza una estructura sólida). Muchos sistemas reales resultan ser débiles cuando la criptografía robusta no se utiliza correctamente; por ejemplo, se reutilizan nonces aleatorios [ 6 ]. Un ataque exitoso podría ni siquiera involucrar algoritmos; por ejemplo, si la clave se genera a partir de una contraseña, adivinar una contraseña débil es fácil y no depende de la robustez de las primitivas criptográficas [ 7 ] . Un usuario puede convertirse en el eslabón más débil del sistema, por ejemplo, al compartir contraseñas y tokens de hardware con sus compañeros [ 8 ] .

Fondo

El nivel de gasto requerido para la criptografía fuerte originalmente restringió su uso a las agencias gubernamentales y militares, [ 9 ] hasta mediados del siglo XX el proceso de cifrado requería mucho trabajo humano y los errores (que impedían el descifrado) eran muy comunes, por lo que solo una pequeña parte de la información escrita podía ser cifrada. [ 10 ] El gobierno de EE. UU., en particular, pudo mantener un monopolio en el desarrollo y uso de la criptografía en EE. UU. hasta la década de 1960. [ 11 ] En la década de 1970, la mayor disponibilidad de computadoras potentes y los avances de investigación no clasificados ( Estándar de Cifrado de Datos , los algoritmos Diffie-Hellman y RSA ) hicieron que la criptografía fuerte estuviera disponible para uso civil. [ 12 ] A mediados de la década de 1990 se vio la proliferación mundial de conocimiento y herramientas para la criptografía fuerte. [ 12 ] Para el siglo XXI las limitaciones técnicas habían desaparecido, aunque la mayoría de las comunicaciones aún no estaban cifradas. [ 10 ] Al mismo tiempo, el costo de construir y operar sistemas con criptografía fuerte se volvió aproximadamente el mismo que el de la criptografía débil. [ 13 ]

El uso de ordenadores transformó el proceso de criptoanálisis, especialmente con el famoso Colossus de Bletchley Park . Pero así como el desarrollo de los ordenadores digitales y la electrónica contribuyó al criptoanálisis, también posibilitó cifrados mucho más complejos. Por lo general, el uso de un cifrado de calidad es muy eficiente, mientras que descifrarlo requiere un esfuerzo muchísimo mayor, lo que hace que el criptoanálisis sea tan ineficiente e impráctico que resulta prácticamente imposible.

Algoritmos criptográficamente seguros

El término «criptográficamente robusto» se usa a menudo para describir un algoritmo de cifrado e implica, en comparación con otro algoritmo (que, por lo tanto, es criptográficamente débil), una mayor resistencia a los ataques. Pero también puede usarse para describir algoritmos de hash, de creación de identificadores únicos y de nombres de archivo. Véase, por ejemplo, la descripción de la función Path.GetRandomFileName de la biblioteca de tiempo de ejecución de Microsoft .NET. [ 14 ] En este contexto, el término significa «difícil de adivinar».

Un algoritmo de cifrado está diseñado para ser irrompible (en cuyo caso es tan robusto como puede ser), pero también podría ser vulnerable (en cuyo caso es tan débil como puede ser), por lo que, en principio, no existe un continuo de robustez como parece implicar la expresión : el algoritmo A es más robusto que el algoritmo B, que a su vez es más robusto que el algoritmo C, y así sucesivamente. La situación se vuelve más compleja, y menos susceptible de ser resumida en una única métrica de robustez, debido a que existen muchos tipos de ataques criptoanalíticos y a que cualquier algoritmo dado probablemente obligará al atacante a realizar más trabajo para descifrarlo con un ataque que con otro.

Solo existe un sistema criptográfico inquebrantable conocido: la libreta de un solo uso . Sin embargo, su uso suele ser inviable debido a las dificultades que implica el intercambio de libretas sin que se vean comprometidas. Por lo tanto, cualquier algoritmo de cifrado puede compararse con el algoritmo perfecto: la libreta de un solo uso.

El sentido habitual en el que se utiliza este término (de forma imprecisa) es en referencia a un ataque específico: la búsqueda de claves por fuerza bruta , especialmente en explicaciones para quienes se inician en este campo. De hecho, con este ataque (siempre asumiendo que las claves se han elegido aleatoriamente), existe un grado de resistencia que depende de la longitud de la clave utilizada. Sin embargo, existen dos problemas importantes: muchos algoritmos permiten el uso de claves de distinta longitud en diferentes momentos, y cualquier algoritmo puede prescindir de la longitud máxima posible de la clave. Así, Blowfish y RC5 son algoritmos de cifrado por bloques cuyo diseño permitía específicamente varias longitudes de clave , por lo que no se puede afirmar que tengan una resistencia particular frente a la búsqueda de claves por fuerza bruta. Además, las regulaciones de exportación de EE. UU. restringen la longitud de las claves para los productos criptográficos exportables y, en varios casos durante las décadas de 1980 y 1990 (por ejemplo, en el caso de la aprobación de exportación de Lotus Notes ), solo se utilizaron claves parciales, lo que redujo la resistencia frente a los ataques de fuerza bruta para esas versiones (de exportación). Algo similar ocurrió fuera de Estados Unidos , como por ejemplo en el caso de varios algoritmos criptográficos del estándar de telefonía móvil GSM .

El término se usa comúnmente para indicar que un algoritmo es adecuado para alguna tarea en criptografía o seguridad de la información , pero que también resiste el criptoanálisis y tiene pocas o ninguna vulnerabilidad de seguridad. Las tareas son variadas y pueden incluir:

La solidez criptográfica implicaría que el método descrito posee cierto grado de madurez, e incluso que está aprobado teórica y/o prácticamente para resistir distintos tipos de ataques sistemáticos. De hecho, implicaría que el método podría resistir dichos ataques el tiempo suficiente para proteger la información transmitida (y lo que la respalda) durante un periodo útil. Sin embargo, debido a la complejidad y sutileza del campo, esto casi nunca se cumple. Dado que tales garantías no están disponibles en la práctica, cualquier lenguaje que las insinúe suele ser engañoso.

Siempre existirá incertidumbre, ya que los avances (por ejemplo, en la teoría criptoanalítica o simplemente en la capacidad informática asequible) pueden reducir el esfuerzo necesario para utilizar con éxito algún método de ataque contra un algoritmo.

Además, el uso real de algoritmos criptográficos requiere su encapsulación en un criptosistema , lo que a menudo introduce vulnerabilidades que no se deben a fallos en el algoritmo. Por ejemplo, prácticamente todos los algoritmos requieren la elección aleatoria de claves, y cualquier criptosistema que no proporcione dichas claves será vulnerable a ataques, independientemente de las características de resistencia a ataques de los algoritmos de cifrado utilizados.

El uso generalizado del cifrado aumenta los costos de la vigilancia , por lo que las políticas gubernamentales buscan regular el uso de criptografía robusta. [ 15 ] En la década de 2000, el efecto del cifrado en las capacidades de vigilancia se vio limitado por la creciente proporción de comunicaciones que se realizaban a través de las plataformas globales de redes sociales, que no utilizaban cifrado robusto y proporcionaban a los gobiernos los datos solicitados. [ 16 ] Murphy habla de un equilibrio legislativo que debe lograrse entre el poder del gobierno, lo suficientemente amplio como para poder seguir la tecnología en rápida evolución, pero lo suficientemente limitado como para que el público y los organismos supervisores comprendan el uso futuro de la legislación. [ 17 ]

EE.UU

La respuesta inicial del gobierno estadounidense a la mayor disponibilidad de criptografía fue tratar la investigación criptográfica de la misma manera que la investigación sobre energía atómica , es decir, como información clasificada desde su origen , ejerciendo el gobierno el control legal sobre la difusión de los resultados. Esto pronto se hizo imposible, y los esfuerzos se centraron en el control de su despliegue (exportación, ya que no se consideró seriamente la prohibición del despliegue de criptografía dentro de Estados Unidos). [ 18 ]

El control de exportaciones en los EE. UU. históricamente utiliza dos vías: [ 19 ]

  • artículos militares (designados como "municiones", aunque en la práctica los artículos en la Lista de Municiones de los Estados Unidos no coinciden con el significado común de esta palabra). La exportación de municiones está controlada por el Departamento de Estado . Las restricciones para las municiones son muy estrictas, con licencias de exportación individuales que especifican el producto y el cliente real;
  • Los artículos de doble uso («productos básicos») deben estar disponibles comercialmente sin trámites burocráticos excesivos, por lo que, según el destino, se pueden otorgar amplias autorizaciones para su venta a clientes civiles. El Departamento de Comercio se encarga de la concesión de licencias para estos artículos . El Departamento de Estado gestiona el proceso de reclasificación de un artículo de la lista de municiones a la de producto básico.

Dado que las aplicaciones originales de la criptografía eran casi exclusivamente militares, se incluyó en la lista de municiones. Con el crecimiento de los usos civiles, la criptografía de doble uso se definió por su robustez criptográfica , y el cifrado fuerte siguió siendo una munición de forma similar a las armas ( las armas pequeñas son de doble uso, mientras que la artillería es de valor puramente militar). [ 20 ] Esta clasificación tenía sus desventajas obvias: un banco importante es, sin duda, tan importante sistémicamente como una instalación militar, [ 20 ] y la restricción a publicar el código de criptografía fuerte contravenía la Primera Enmienda , por lo que, tras experimentar en 1993 con el chip Clipper (donde el gobierno de EE. UU. guardaba claves de descifrado especiales en custodia ), en 1996 casi todos los elementos criptográficos se transfirieron al Departamento de Comercio. [ 21 ]

UE

La postura de la UE, en comparación con la de EE. UU., siempre se ha inclinado más hacia la privacidad. En particular, la UE rechazó la idea clave del depósito en garantía ya en 1997. La Agencia de la Unión Europea para la Ciberseguridad (ENISA) opina que las puertas traseras no son eficaces para la vigilancia legítima, pero representan un gran peligro para la seguridad digital en general. [ 15 ]

Cinco Ojos

Los Cinco Ojos (tras el Brexit ) representan un grupo de estados con puntos de vista similares sobre los temas de seguridad y privacidad. El grupo podría tener la suficiente influencia como para impulsar la agenda global sobre la interceptación legal . Los esfuerzos de este grupo no están totalmente coordinados: por ejemplo, la exigencia de 2019 a Facebook de no implementar el cifrado de extremo a extremo no fue respaldada ni por Canadá ni por Nueva Zelanda, y no derivó en una regulación. [ 17 ]

Rusia

El presidente y el gobierno de Rusia en los años 90 emitieron algunos decretos que prohibían formalmente el uso de criptosistemas no certificados por parte de las agencias gubernamentales. El decreto presidencial de 1995 también intentó prohibir que los individuos produjeran y vendieran sistemas criptográficos sin la licencia correspondiente, pero no se aplicó de ninguna manera, ya que se sospechaba que contradecía la Constitución rusa de 1993 y no era una ley propiamente dicha. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ nota 1 ] El decreto n.° 313 emitido en 2012 modificó aún más los anteriores, permitiendo la producción y distribución de productos con criptosistemas integrados y sin requerir licencia como tal, aunque declara algunas restricciones. [ 25 ] [ 26 ] Francia tenía regulaciones bastante estrictas en este campo, pero las ha flexibilizado en los últimos años.

Ejemplos

Fuerte

  • PGP se considera generalmente un ejemplo de criptografía robusta, con versiones que funcionan en la mayoría de los sistemas operativos más populares y en diversas plataformas de hardware. El estándar de código abierto para las operaciones PGP es OpenPGP , y GnuPG es una implementación de dicho estándar de la FSF . Sin embargo, la clave de firma IDEA en PGP clásico tiene solo 64 bits de longitud, por lo que ya no es inmune a los ataques de colisión. Por consiguiente, OpenPGP utiliza la función hash SHA-2 y la criptografía AES.
  • El algoritmo AES se considera robusto tras haber sido seleccionado en un largo proceso de selección abierto que incluyó numerosas pruebas.
  • La criptografía de curva elíptica es otro sistema que se basa en una función geométrica gráfica.
  • La última versión del protocolo TLS ( versión 1.3 ), utilizada para proteger las transacciones en Internet , se considera generalmente robusta. Existen varias vulnerabilidades en versiones anteriores, incluyendo ataques demostrados como POODLE . Peor aún, algunos conjuntos de cifrado se debilitan deliberadamente para usar una clave efectiva de 40 bits y permitir la exportación bajo las regulaciones estadounidenses anteriores a 1996 .

Débil

Algunos ejemplos que no se consideran criptográficamente seguros son:

  • El DES , cuyas claves de 56 bits permiten ataques mediante búsqueda exhaustiva.
  • Triple-DES (3DES / EDE3-DES) puede ser objeto del "ataque de cumpleaños SWEET32" [ 27 ].
  • La privacidad equivalente a la de Wired es objeto de numerosos ataques debido a fallos en su diseño.
  • SSL v2 y v3. TLS 1.0 y TLS 1.1 también están obsoletos [ver RFC7525] debido a fallos irreversibles que aún persisten por diseño y porque no proporcionan protocolo de enlace elíptico (EC) para cifrados, ni criptografía moderna, ni modos de cifrado CCM/GCM. TLS 1.x también ha sido declarado obsoleto por PCIDSS 3.2 para implementaciones comerciales/bancarias en interfaces web. Solo se permiten y recomiendan TLS 1.2 y TLS 1.3; deben utilizarse exclusivamente cifrados, protocolos de enlace y modos de cifrado modernos.
  • Las funciones hash MD5 y SHA-1 ya no son inmunes a los ataques de colisión.
  • El cifrado de flujo RC4 .
  • El sistema de codificación de contenido de 40 bits se utilizaba para encriptar la mayoría de los discos DVD-Video .
  • Casi todos los cifrados clásicos .
  • La mayoría de los cifradores rotativos, como la máquina Enigma .
  • DHE/EDHE es predecible/débil al usar/reutilizar valores primos predeterminados conocidos en el servidor.

Notas

  1. ↑ Las fuentes aquí presentadas están en ruso. Para paliar la falta de fuentes en inglés, se citan mediante documentos oficiales del gobierno.

Referencias

  1. ↑ Vagle 2015 , pág. 121.
  2. 1 2 Vagle 2015 , pág. 113.
  3. ↑ Levy, Steven (12 de julio de 1994). "La batalla del chip Clipper". New York Times Magazine . págs. 44–51 . 
  4. ↑ "Reglamento de Cifrado y Administración de Exportaciones (EAR)" . bis.doc.gov . Oficina de Industria y Seguridad . Consultado el 24 de junio de 2023 .
  5. 1 2 Reinhold 1999 , pág. 3.
  6. ↑ Schneier 1998 , pág. 2.
  7. ↑ Schneier 1998 , pág. 3.
  8. ↑ Schneier 1998 , pág. 4.
  9. ↑ Vagle 2015 , pág. 110.
  10. 1 2 Diffie y Landau 2007 , pág. 725.
  11. ↑ Vagle 2015 , pág. 109.
  12. 1 2 Vagle 2015 , pág. 119.
  13. ↑ Diffie y Landau 2007 , pág. 731.
  14. ^ Método Path.GetRandomFileName (System.IO) , Microsoft
  15. ^ Riebe y col. 2022 , pág. 42.
  16. ^ Riebe y col. 2022 , pág. 58.
  17. 1 2 Murphy 2020 .
  18. ↑ Diffie y Landau 2007 , pág. 726.
  19. ↑ Diffie y Landau 2007 , pág. 727.
  20. 1 2 Diffie y Landau 2007 , pág. 728.
  21. ↑ Diffie y Landau 2007 , pág. 730.
  22. ↑ Farber, Dave (1995-04-06). "Una prohibición de la criptografía en Rusia (fwd) [Siguiente .. djf]" . Recuperado el 2011-02-14 .
  23. ^ Antipov, Alejandro (1 de enero de 1970). "Пресловутый указ №334 о запрете криптографии" . www.securitylab.ru (en ruso) . Consultado el 21 de septiembre de 2020 .
  24. ↑ "Указ Президента Российской Федерации от 03.04.1995 г. № 334" . Президент России (en ruso) . Consultado el 21 de septiembre de 2020 .
  25. ↑ "Положение о лицензировании деятельности по разработке, производству, распространению шифровальных средству и систем" . Российская газета (en ruso) . Consultado el 21 de septiembre de 2020 .
  26. ↑ "Миф №49 "В России запрещено использовать несертифицированные средства шифрования"" . bankir.ru (en ruso) . Consultado el 21-09-2020 .
  27. ↑ Boletín de seguridad: Vulnerabilidad de Sweet32 que afecta al cifrado Triple DES . Boletín de seguridad de IBM, 2016.

Fuentes

  • Vagle, Jeffrey L. (2015). "Cifrado furtivo: poder, fideicomisos y el costo constitucional de la vigilancia colectiva" . Indiana Law Journal . 90 (1).
  • Reinhold, Arnold G. (17 de septiembre de 1999). Criptografía fuerte: La marea global del cambio . Documentos informativos del Instituto Cato n.° 51. Instituto Cato .
  • Diffie, Whitfield; Landau, Susan (2007). «La exportación de la criptografía en los siglos XX y XXI». The History of Information Security . Elsevier. pp. 725–736 . doi : 10.1016/b978-044451608-4/50027-4 . ISBN  978-0-444-51608-4.
  • Murphy, Cian C (2020). "El mito de las criptoguerras: la realidad del acceso estatal a las comunicaciones encriptadas" . Common Law World Review . 49 ( 3–4 ). SAGE Publications: 245–261 . doi : 10.1177/1473779520980556 . hdl : 1983/3c40a9b4-4a96-4073-b204-2030170b2e63 . ISSN 1473-7795 . 
  • Riebe, Thea; Kühn, Philipp; Imperatori, Philipp; Reuter, Christian (26 de febrero de 2022). "Política de seguridad de EE. UU.: la regulación de doble uso de la criptografía y sus efectos en la vigilancia" (PDF) . European Journal for Security Research . 7 (1). Springer Science and Business Media LLC: 39–65 . doi : 10.1007/s41125-022-00080-0 . ISSN 2365-0931 . 
  • Feigenbaum, Joan (24 de abril de 2019). "Cifrado y vigilancia" . Communications of the ACM . 62 (5). Association for Computing Machinery (ACM): 27–29 . doi : 10.1145/3319079 . ISSN 0001-0782 . 
  • Schneier, Bruce (1998). "Errores de seguridad en criptografía" (PDF) . Consultado el 27 de marzo de 2024 .

Véase también

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