Tema 2: Fundamentos criptográficos.

Question 1

Definición moderna de Criptografía (1976 - )

Answer 1

Disciplina que estudia los principios, métodos y medios de transformar
los datos para ocultar su significado, garantizar su integridad, establecer
su autenticidad y prevenir su repudio.

Question 2

Clasificación de los sistemas de cifrado.

Answer 2

• Según el tipo de operaciones que efectúan:
  ❖ Sustitución
  ❖ Permutación
  ❖ Combinaciones de ambas
• Según el número de claves usadas:
  ❖ Simétricos (o de clave secreta)
  ❖ Asimétricos (o de clave pública)
• Tipo de procesamiento del texto en claro:
  ❖ De bloque
  ❖ De flujo

Question 3

Diseño de un buen cifrador.

Answer 3

• Principio de Kerckhoffs: la seguridad debe residir, exclusivamente, en el
  secreto de la clave.
• La salida debe ser aleatoria, sin relación aparente con el mensaje de
  entrada (solo Vernam lo cumple, los cifradores son matemáticamente vulnerables).

Question 4

Cifrador Vernam.

Answer 4

• Algoritmo de criptografía inventado por Gilbert Vernam.
• Cada caracter del texto en claro del mensaje se mezcla
  con un caracter de una serie cifrante aleatoria.

plaintext + key = ciphertext ⇒ ciphertext + key = plaintext

• La series cifrante debe ser realmente aleatoria, no repetirse y ser de la misma longitud que el mensaje.

Question 5

Cifrado de flujo

Answer 5

• Algoritmo de cifra que opera sobre el texto en claro símbolo a símbolo (sea éste un bit o un carácter), por contraste con el modo de operar del cifrado de bloque.
• Cifra en serie o en flujo: Procedimiento de cifrado por sustitución en el que a cada caracter del texto se le suma un caracter de la serie cifrante para obtener el texto cifrado.

Question 6

Texto en claro

Answer 6

Texto legible del mensaje (antes de haber sido cifrado o después de haber sido descifrado).

Question 7

Ataque texto cifrado.

Answer 7

• El atacante conoce el criptograma.

Question 8

Texto en claro

conocido

Answer 8

• Atacante conoce:
  Criptograma + uno o más pares (texto en claro, texto cifrado)
  con la misma clave.

Question 9

Texto en claro

escogido

Answer 9

• Atacante conoce:
  Criptograma + uno o más pares (texto en claro escogido, texto
  cifrado) con la misma clave

Question 10

Texto cifrado

escogido

Answer 10

• Atacante conoce:
  Criptograma + uno o más criptogramas escogidos por el
  atacante junto con sus correspondientes textos en claro, con la
  misma clave-

Question 11

Texto escogido

Answer 11

• Atacante conoce:
  Criptograma + uno o más pares (texto en claro escogido, texto
  cifrado) con la misma clave + uno o más criptogramas
  escogidos por el atacante junto con sus correspondientes
  textos en claro, con la misma clave

Question 12

Ataque de fuerza bruta.

Answer 12

Probar todas las posibles claves.

Question 13

Concepto de cantidad de información

Answer 13

❖ Sea M={m1, m2, … ,mn} una fuente de mensajes estadísticamente
independientes cuyas probabilidades de ocurrencia respectivas son
p(m1),…, p(mn) con Σ p(mi)=1
❖ La cantidad de información (ci) de un mensaje mi es:
ci= - log2 p(mi) bits

Question 14

Entropía

Answer 14

Promedio de la cantidad de información transportada por los mensajes
pertenecientes a una fuente
H(M) = - Σ p(mi) log2 p(mi) bits

Question 15

Propiedades de una fuente con n mensajes independientes.

Answer 15

1. 0 ≤ H(M) ≤ log2
n
2. H(M)= 0 si y sólo si p(mi)=1 para algún i
3. H(M)= log2
n si y sólo si p(mi)=1/n para 1 ≤ i ≤ n 

H(M) == entropía

Question 16

Entropía condicionada (existe alguna relación entre las apariciones de dos mensajes consecutivos)

Answer 16

H(M|N)= - Σ p(nj) Σp(mi|nj) log2p(mi|nj)

• Cifradores tratan de maximizar H(M|N) con M texto en claro y N resultado cifrado.

Question 17

Principales tipos de problemas (complejidad computacional)

Answer 17

❖ Logarítmico
❖ Polinómico
❖ Exponencial

Question 18

Tipos de problemas clasificados por complejidad.

Answer 18

• Problemas decidibles:
  ❖ Problemas tipo P: tratables con algoritmo polinomial
  ❖ Problemas tipo NP: tratables y no tratables con algoritmo “peor” que
  polinomial (e.g., exponencial).
  ❖ Estos serán interesantes para construir cifradores basados en ellos.
• Problemas indecidibles (no sabemos si son tratables o no)

Question 19

Cryptojacking

Answer 19

Usar los recursos de un usuario que entra en una página web para minar criptomonedas.

• Contramedidas:
  ❖ Deshabilitar Javascript
  ❖ Bloquear ventanas emergentes
  ❖ Utilizar extensiones para tener listas negras de páginas que
  usan cryptominers
  ❖ Actualizaciones (navegador, antivirus, etc.)

Question 20

Tipos de ataques computacionales.

Answer 20

- Fuerza bruta
❖ Probar todas las posibles combinaciones o valores de un cierto 
espacio de búsqueda.
❖ Tecnologías facilitadoras
❖ Computación en la nube
❖ IoT