Divulgació OCS

Divulgación OCS

[publicar nuevo artículo]
[ver lista de artículos]

Protege tu información privada

Autor/-a: Sergio Armando Montoya Villaseñor

Desde que el hombre ha necesitado comunicarse con los demás ha tenido la necesidad de que algunos de sus mensajes solo fueran conocidos por las personas a quien estaban destinados. La necesidad de poder enviar mensajes de forma que solo fueran entendidos por los destinatarios hizo que se crearan sistemas de cifrado, de forma que un mensaje después de un proceso de transformación, lo que llamamos cifrado, solo pudiera ser leído siguiendo un proceso de descifrado.

Historia de la Criptografía

Muchos métodos han surgido con el paso del tiempo para proteger información. La criptografía es una ciencia que se dedica a crear estos métodos que constan de algoritmos (modelos matemáticos) con finalidad de cifrar o descifrar información confidencial que se desea transferir a otra persona.

Desde el antiguo Egipto dónde los jeroglíficos son considerados por algunos científicos como forma secreta de cifrar información. Quizás el método más antiguo es el que de César, como su nombre lo dice, el rey Julio César fue el que inventó constaba de sustituir cada letra del alfabeto por la correspondiente tres posiciones más avanzada.

Cifrado César
Alfabeto llano: a b c d e... x y z
Alfabeto cifrado: D E F G H... A B C

Ejemplo
Texto llano: este es un mensaje cifrado
Texto cifrado: HVXH HV XQ PHQVDMH FLIUDGR

Pero no es hasta que Gabriel de Lavinde hizo de la criptografía una ciencia más formal cuando publicó su primer manual sobre Criptología en 1379.Samuel Morse. El Código Morse, desarrollado en 1832, aunque no es propiamente un código como los otros, es una forma de cifrar las letras del alfabeto dentro de sonidos largos y cortos.

En tiempos modernos, la criptografía se ha convertido en una compleja batalla entre los mejores matemáticos del mundo y de los ingenieros en sistemas computacionales. La habilidad de poder almacenar de manera segura y de transferir la información ha dado un factor de éxito en la guerra y en los negocios.

Criptografía Clásica

La criptografía clásica es muy antigua. Las técnicas criptográficas eran muy ingeniosas y se usaban para enviar mensajes secretos entre las personas que tenían el poder o en época de guerra para enviar instrucciones. A diferencia de la criptografía moderna, el algoritmo del sistema criptográfico se mantenía en secreto. La criptografía clásica también incluye la construcción de máquinas, que mediante mecanismos, comúnmente engranes o rotores, transformaban un mensaje en claro a un mensaje cifrado, como la máquina Enigma usada en la Segunda Guerra Mundial.

Algo que cabe mencionar es la forma de cifrar un dato, en la criptografia clásica, si el alfabeto de cifrado es el mismo que el del mensaje o bien el único, hablamos entonces de cifradores monoalfabéticos; es decir, existe un único alfabeto en la operación de transformación del mensaje en criptograma. Por el contrario, si en dicha operación intervienen más de un alfabeto, se dice que el cifrador es polialfabético.

La etapa de transición del método clásico al cuático fue sorprendente. La siguiente modificación que se le hizo a la cifra de César para mejorar el metodo fue usar una palabra clave por ejemplo "PUERTA", y usarla como las primeras letras del alfabeto cifrado, eliminando lasletras repetidas y disponiendo a continuación el resto de letras. Así:

Alfabeto llano a b c d e f g h i j k l ...
Alfabeto cifrado PUERTA B C D E F ...

Esta asignación de alfabetos constituye la cifra basada en la palabra clave "PUERTA", y como es fácil comprobar, no corresponde a ningún caso de cifra del César.

Texto llano miperroesverde
Texto cifrado GCICMMCLMCMK

Con lo anterior termina el método clásico y entra la etapa del cifrado cuántico, donde, por el contrario, del cifrado monoalfabético si en dicha operación intervienen más de un alfabeto, se dice que el cifrador es polialfabético.

Criptografía Cúantica

La criptografía cuántica se basa sobre el principio de incertidumbre de de Heisenberg esta ley o principio de Heisenberg establece en términos subatómicos (mundo sumamente pequeño) que no podemos conocer al mismo tiempo los valores de dos fuentes diferentes de la información principal, ya que el hecho de medir la primera interfiere con la acción de la segunda.

La criptografía cuántica hace uso de dos canales de comunicación entre los dos participantes. Un canal cuántico, el cual tiene un único sentido y que generalmente es una fibra óptica. El otro es un canal convencional, público y de dos vías, por ejemplo un sistema de comunicación por radio que puede ser escuchado por cualquiera que desee hacerlo.
Supongamos que Carlos desea enviar una clave a Mariana a través de un canal cuántico. El valor de cada bit es codificado dentro de una propiedad de un fotón (particula de luz), por ejemplo su polarización. (La polarización de un fotón es la dirección de oscilación de su campo eléctrico. Esta polarización puede ser, por ejemplo, vertical, horizontal o diagonal (+45º y -45º).

Por ejemplo, Carlos y Mariana se ponen de acuerdo en que: Un filtro puede ser utilizado para distinguir entre fotones verticales u horizontales. Otro filtro se utiliza para distinguir entre fotones diagonales (+45º y -45º).Cuando un fotón pasa por el filtro correcto, su polarización no cambia. En cambio cuando un fotón pasa a través de un filtro incorrecto, su polarización es modificada en forma aleatoria. Por cada bit de la clave, Carlos envía un fotón, cuya polarización es elegida de forma aleatoria. Las orientaciones seleccionadas son almacenadas por Carlos.

Por cada fotón recibido, Mariana elige de forma aleatoria cual filtro se va a utilizar y se registran el filtro seleccionado y el valor de la medición. Una vez que se han intercambiado todos los fotones, Marian le revela a Alice a través de un canal convencional la secuencia de filtros que utilizo durante la transmisión de fotones. Luego Carlos le dice a Mariana en qué casos eligió el filtro correcto. En éste momento ambos saben en que casos sus bits deberían ser idénticos, es decir cuando Mariana utilizo el filtro correcto. Estos bits formarán la clave final.

Si Sergio intenta espiar la secuencia de fotones, al no conocer de antemano si la polarización del próximo fotón es diagonal o rectilínea, no podrá medirlo sin correr el riesgo de perturbarlo de tal forma que se introduzca un error.

Finalmente, Carlos y Mariana verifican el nivel de error de la clave final para validarla. Esto lo hacen haciendo públicos una cierta cantidad de bits. Si encuentran diferencias en sus bits, tienen una razón para sospechar que están siendo espiados y deberán descartar todos los datos y comenzar nuevamente el intercambio de fotones.

Por el momento no existe un sistema con el cual se puedan mantener comunicaciones por un canal cuántico. Por lo tanto la aplicación de la criptografía cuántica se ve restringida a la distribución de claves.
Si bien la seguridad de los mensajes se consideraba anteriormente un requisito especializado para proteger la información que se esta intercambiando en la red. Por ello corporaciones y personas han requerido software que les permitan proteger su información a la hora de mandarlas al destinatario. Algunas técnicas que manejan el sistema clásico pero con mejoras (como vimos en el ejemplo de PUERTA) como el método El Bit de Shannon o Bit “Clásico” y sin decir otros, son software que hasta el momento funcionan casi perfecto. Sin embargo la necesidad de información han que personas descifren como descifrar la esa información envida .La misma clave que hace posible comunicaciones seguras puede ser empleada para crear documentos falsificados en nombre del otro usuario.

De tal forma, es necesario desarrollar y perfeccionar técnicas que nos permitan llegar al nivel cuático, que seguramente no falta mucho. Con eso podremos estar más seguros de que nuestra información llegue sin ningún retraso (hacker) a nuestro destinatario.

Los artículos publicados en la sección Divulgación OCS son una contribución colaborativa voluntaria al Observatorio para la CiberSociedad. La responsabilidad de las afirmaciones, opiniones y contenidos expuestos en esta sección, así como todo su mérito, recae, en este caso, en Sergio Armando Montoya Villaseñor. El Observatorio para la CiberSociedad permite la reproducción de estos contenidos siempre y cuando se cite correctamente la fuente de procedencia y el autor/-a haya sido informado de ello y lo haya aceptado previamente y de modo expreso.

(c) Sergio Armando Montoya Villaseñor, 05/11/2007