CRIPTOGRAFÍA EN LA RED.

Con la expansión de la red se ha acelerado el desarrollo de las técnicas de ocultación, ya que, al mismo ritmo que crece la libertad de comunicarse, se multiplican los riesgos para la privacidad.

La Agencia de Protección de Datos, un órgano español que vela por la intimidad personal frente al abuso de las nuevas tecnologías, ha asegurado que sin un mecanismo de cifrado, debe asumirse que el correo electrónico no es seguro.

¿Son capaces las complejas claves actuales de garantizar el secreto? Muchas técnicas “infalibles”, han ido demostrando a lo largo de la historia que no lo eran tanto; dese enigma en la segunda guerra mundial hasta el DES, del que el gobierno estadounidense habló de poco fiable.

A pesar de muchos rumores sobre la poca seguridad que garantizan las transmisiones vía Internet, es muy poco probable que algún estafador sea capaz de interceptar los datos reservados de una transacción, por ejemplo, el número de una tarjeta de crédito, porque los formularios que hay que rellenar han sido diseñados con programas que cifran los datos; como el Ro13, que sustituye cada letra por la situada 13 puestos más adelante.

Edgar Allan Poe, apasionado de la criptografía por cierto nos deja una interesante frase: "es dudoso que el género humano logre crear un enigma que el mismo ingenio humano no resuelva".

Rodrigo Cebrián Díaz.

El siglo XX ha revolucionado la criptografía.

Hablemos del concepto de las ruedas concéntricas de Alberti, a principios de siglo se diseñan teletipos equipados con una secuencia de rotores móviles; éstos giraban con cada tecla que se pulsaba.; así, en lugar de la letra elegida, aparecía un signo escogido por la máquina según las diferentes reglas de un código polialfabético.

Estos aparatos, recibieron el nombre de traductores mecánicos.

De entre sus predecesores destaca la Rueda de Jefferson, el aparato mecánico criptográfico más antiguo que se conserva.

La primera patente parece pertenecer al año 1919, y es obra del holandés Alexander Koch, que comparte honores con el alemán Arthur Scherbius, (el inventor de Enigma).

Una organización secreta, en la que participó Alan Turing, uno de los padres de la informática y de la inteligencia artificial, logró desenmascarar las claves de Enigma, desarrollando algunos artilugios capaces de desvelar los mensajes cifrados; por lo que la máquina alemana enigma se convertía así en el talón de Aquiles del régimen, un topo en el que confiaban y que en definitiva, trabajaba para el enemigo.

La versión japonesa de enigma se descifró en Midway.

Un grupo de analistas, dirigidos por el comandante Joseph J. Rochefort, descubrió que los nipones señalaban con las siglas AF su objetivo.

Los nazis diseñaron enigma para actuar en el campo de batalla, pero los estadounidenses utilizaron un modelo llamado Sigaba; este modelo funcionó en estaciones fijas y fue el único artefacto criptográfico que se conservó intacto durante la guerra.

La existencia de enigma y el hecho de que los aliados conociesen sus secretos fueron, durante mucho tiempo, dos de los secretos mejor guardados de la II Guerra Mundial-, esto fue así debido al interés de seguir sacándole partido una vez acabada la guerra.

Finalizada la contienda, las nuevas tecnologías electrónicas y digitales se adaptaron a las máquinas criptográficas.

Hoy en día, se utilizan métodos que combinan los dígitos del mensaje con otros, o bien algoritmos de gran complejidad. Un ordenador tardaría 200 millones de años en interpretar las claves más largas, de 128 bits.

Rodrigo Cebrián Díaz.

Parte III: Historia reciente de la criptografía (1790-1900)

En la historia reciente, la criptografía se expande por todo el mundo y el interés por ella es cada vez mayor. Esto, unido a los grandes avances técnicos, como el descubrimiento de la electricidad por Benjamín Franklin en 1972, supuso una enorme evolución en el campo de la criptografía. La invención de los sistemas de comunicación a distancia es, sin duda, el avance tecnológico que más impulsó a la criptología, pues permitió la emisión de mensajes de una manera rápida y eficaz.

A continuación aparecen los avances más importantes durante la historia reciente (1790-1900):

· Thomas Jefferson (1795): Inventor del cilindro cifrante.
Es el primero de los llamados traductores mecánico de la historia. Los traductores mecánicos son máquinas equipadas con una secuencia de rotores móviles, los cuales giraban con cada tecla que se pulsaba, por lo que, en lugar de una letra elegida por la persona que quiera cifrar el texto, aparecía un signo escogido por la máquina según diferentes reglas en un código polialfabético complejo. Estas máquinas fueron creadas inspirados en el concepto de las ruedas concéntricas de Alberti.
El cilindro cifrante, creado cuando Thomas Jefferson era el secretario de George Washinton, se creó para obtener un método seguro de cifrar y descifrar mensajes. Se utilizó, sobretodo, cuanto Jefferson fue ministro para Francia, pues los agentes de correo europeos abrían y leían todas las cartas que pasaban por sus comandos.

Se puede observar en la imagen de al lado que, en una de las líneas, es posible leer "THOMAS JEFFERSON WHEEL CIPHER". Esta sería el mensaje claro. El remitente, sin embargo, escoge cualquier otra línea y a envía al destinatario. Tomemos como ejemplo la línea inmediatamente por encima del mensaje claro. En este caso, el mensaje cifrado enviada sería:

MZNCSK YONSLKTRF AJQQB RTXYUK

El destinatario, que posee un cilindro con la misma secuencia de discos, transfiere el mensaje recibido para su cilindro y busca una línea que posea texto que tenga sentido. En nuestro ejemplo, él encuentra el mensaje descifrado en la línea inmediatamente inferior a la del mensaje cifrado

· En 1799 se descubre la Piedra de la Roseta, con la cual fue posible descifrar los jeroglíficos egipcios. Los mensajes de la piedra, que puede ser considerada un "diccionario" en tres lenguas, fueron descifradas en 1822 por Champollion.

· Louis Braille (1834): Educador francés, que quedó invidente a los 3 años de edad. Inventó el Código de Braille consistente en 63 caracteres, cada un de ellos constituido por 1 a 6 puntos dispuestos en una matriz de seis posiciones. Más tarde adaptó este sistema para la notación musical. Publicó tratados sobre su sistema en 1829 y 1837. El Sistema Braille es universalmente aceptado y utilizado ene la actualidad.

· Samuel Morse (1840): (Artista, que no científico) Desarrolla el código que recibió su nombre. El código Morse consiste en un alfabeto cifrado en sonidos cortos y largos. Morse también fue el inventor de un dispositivo que llamó de telégrafo y, en 1844, envió su primer mensaje.

· Charles Babbage (1854): Fue un matemático inglés y actualmente es llamado el “padre del ordenador”. Babbage consigue quebrar la cifra de Vigenère y proyecta las primeras máquinas de cáculo sofisticadas, precursoras del ordenador: la Máquina de las Diferencias y la Máquina Analítica.

· Sir Charles Wheatstone (1854): Inventa la cifra Playfair. Esta cifra usa una matriz de letras con llaves para producir una cifra digráfica, fácil de ser utilizada en campos de batalla, debido, sobretodo, a que no necesita de tablas o dispositivos complicados: posee una palabra-llave que puede ser memorizada o intercambiada con facilidad. El sistema realmente pudo haber sido usado por primera vez en la guerra de la Criméia y existen informes que comprueban su uso en la guerra de los Boers.

· Eduard Baron (Freiherr) von Fleissner von Wostrowitz (1881): Militar, inventor de la Reja Giratoria, cifra que curiosamente fue usada por Júlio Verne en su novela "Mathias Sandorf". Si queréis saber como funciona la reja giratoria y cifrar un mensaje de prueba con esta cifra pulsa aquí.

· Etienne Bazeries (1846-1931): El comandante francés crea una nueva versión del cilindro cifrante , semejante al Cilindro de Jefferson. Ofreció este aparato al ejército francés pero fue rechazado.

· El padre Roberto Landell de Moura (1893): Realizó las primeras transmisiones de señales telegráficas y de la voz humana en telefonía inalámbrica. A pesar de eso, fue el italiano Marconi quien se quedó con el mérito de haberla inventado. Aunque este descubrimiento no fue creado para el avance de la criptografía, directamente, el impacto creado sobre ésta fue inmensurable; haciendo, después del padre Roberto Landell Moura, a la transmisión inalámbrica un invento imprescindible para la criptografía.

Silvia Peinado Serrano

Parte II Historia de la criptografía

En el comentario anterior hablamos de un vacío de avances en la criptografía; sin embargo, esto no es del todo cierto, ya que más o menos por el año 1000 de nuestra era se inventó la técnica de análisis de frecuencias.


El análisis de frecuencias [1]fue el avance criptoanalíto más importante hasta la Segunda Guerra Mundial. Gracias a él se consiguen descifrar todos los criptosistemas por sustitución monoalfabéticos conseguidos mediante las técnicas anteriormente nombradas (el cifrado de césar, el cifrador de Polybios…) hasta la aparición del primer cifrado polialfabético total en 1466.


Este cifrado polialfabético fue inventado por León Battista Alberti —precursor del típico hombre renacentista, pues era músico, pintor, escultor y arquitecto— debido a lo cual es conocido como el disco de Alberti. Este novedoso cifrador consistía en la superposición de dos discos (según muestra la imagen) cuya correspondencia se establecía previamente a la comunicación entre el emisor y el receptor, la cual cambiaba cada determinado número de letras. De este modo, una vez establecida la forma en que se dispusieran los discos y el algoritmo de cambio de esta disposición (ambas claves de este criptosistema) se sustituye el texto en claro del disco exterior por cada una de las letras correspondientes del disco interior, obteniendo así el criptograma final.

Después del disco de Alberti, nos encontramos de nuevo con otro vacío en las historia de los avances de la criptografía, los cuales se basaron casi exclusivamente en la búsqueda de soluciones de los criptosistemas ya planteados, o ligeras variaciones de éstos, y no en la creación de otros nuevos.

Si nos fijamos, no fue hasta principios del s. XIX —casi cuatro siglos después del disco de Alberti— cuando la chispa de la invención vuelve a surgir en el mundo de la criptografía.

Mientras tanto, durante casi toda la Edad Moderna, aparecen numerosos escritos sobre la criptografía procedentes de hombres de expertos en materias bastante diferentes.
He aquí una lista ligera con algunos de sus nombres y sus trabajos publicados:

· Johannes Trithemius (1518): Escritor del primer libro impreso de criptología. También escribió Steganographia y La Polygraphiae, libro donde se incluía su tabla de sustitución tabula recta Caesar.

· Jacopo Silvestre (1526): Escribió Opum novum, un tratado que discutía métodos de cifrados. Opum novum pretendía ser un manual práctico de criptografía alcanzable por un gran número de lectores.

· Heinrich Cornelius Agrippa von Nettelsheim (1533): De occulta philosophia. En él se encuentra el cifrado de sustitución monoalfabético Cifra de Pig Pen. Este método debió ser muy importante en aquella época, pues, aparentemente, fue utilizado por la sociedad secreta de los franco-masones.

· Girolamo Cardano (1550): Publicó De Subtilitate y la continuación De rerum varietate libri. Cardano inventó el primer procedimiento con auto-llave[2], pero su sistema era imperfecto.

· Fraçois Viete (1580): Conocido principalmente como matemático, fue uno de los mejores especialistas, pues introdujo la primera notación algebraica sistematizada. Viete consiguió descifrar los mensajes secretos que fueron enviados por Felipe II en la guerra contra los hugonotes franceses. Felipe II, creedor de que sistema tan complejo nunca podía ser descubierto, pensó que los franceses estaban utilizando algún tipo de magia negra para conocer sus planes militares.

· Blaise de Vigenère (1585): En 1586 publica el Traité des chiffres où secrètes manières d'escrire, en el cual propone su célebre tabla de sustitución. En la verdad, si observáramos la tabla de Trithemius (imagen inferior a la tabla de Vigenère) y la tabla de Vigenère no encontramos ninguna diferencia. Lo que distingue la cifra de Vigenère es la forma de usar la referida tabla, también denominada carreras de Vigenère. La cifra de Vigenère es simplemente una sustitución polialfabética. Su método puede ser considerado como una generalización del Código de César, sólo que, en vez de desplazar cada letra un número fijo de posiciones para obtener la letra cifrada, el desplazamiento es variable y determinado por una frase o palabra-llave.
La gran fuerza de la cifra de Vigenère es que la misma letra es cifrada de maneras diferentes. Por ejemplo, el E del texto claro puede ser cifrado por cualquier una de las letras del alfabeto, como M, V, L o P. Esto hace el análisis de frecuencia de ocurrencia de letras inútil.
Este método de cifrado que se resistió por tres siglos a los criptanalistas, ahora es relativamente fácil de ser quebrada gracias a un método desarrollado independientemente por Babagge y Kasiski.

· Sir Francis Bacon (1623): —se supone, con gran probabilidad, haber sido William Shakespeare— Inventor de la Cifra de Bacon, hoy en día denominada como codificación binaria de 5 bits, publicada en su libro The Advancement of Learning. Esta cifra consiste en un alfabeto de 24 letras donde I=J y U=V. Para cada una de las letras del alfabeto es atribuido un grupo de 5 caracteres compuestos por las letras "a" y "b". Como son utilizadas sólo dos letras para la formación de los grupos, se considera esta cifra como binaria. Como los grupos son formados por 5 letras, se considera la cifra de 5 bits. La formación de los grupos sigue una secuencia lógica, fácil de memorizar. Además de eso, los "a" y "b" pueden ser sustituidos por 0 y 1.

· Gottfried Wilhelm von Leibniz (1671): Filósofo y matemático alemán, inventó el cálculo diferencial e integral (independientemente de Sir Isaac Newton), la máquina de calcular y describió minuciosamente el sistema binario. Su máquina de calcular usaba la escala binaria. Esta escala, obviamente más elaborada, es utilizada hasta hoy y es conocida como código ASCII.


El acontecimiento más importante después de Leibniz, ya en el siglo XVII fue la aparición de las Black Chambers. Su función consistía en leer la correspondencia diplomática internacional, copiar las cartas y devolverlas a las agencias de correo en la misma mañana. Se relata que cerca de 100 cartas eran manipuladas diariamente



[1] El análisis de frecuencias está basado en el hecho de que, dado un texto, ciertas letras o combinaciones de letras aparecen más a menudo que otras, existiendo distintas frecuencias para ellas. Es más, existe una distribución característica de las letras que es prácticamente la misma para la mayoría de ejemplos de ese lenguaje. Por ejemplo, en inglés la letra E es muy común, mientras que la X es muy rara

En español, las vocales son muy frecuentes, ocupando alrededor del 45% del texto, siendo la E y la A las que aparecen en más ocasiones, mientras que la frecuencia sumada de F, Z, J, X, W y K no alcanza el 2%.
En un algoritmo de sustitución simple, cada letra del texto plano se reemplaza por otra y una letra dada del texto plano siempre será transformada en la misma letra en el mensaje cifrado. Por ejemplo, todas las e se convertirán en X. Un texto cifrado con una alta frecuencia de letras X podría sugerir al criptoanalista que la X representa a la letra e.
El uso básico del análisis de frecuencias consiste en primero calcular la frecuencia de las letras que aparecen en el texto cifrado y luego asociar letras de texto plano a ellas. Una gran frecuencia de X podría sugerir que las X son e, pero esto no es siempre cierto, ya que las letras a y o tienen una frecuencia muy alta también en español. Sin embargo, si será difícil que las X representen, en este caso a la k o a la w. Por ello, el criptoanalista podría tener que intentar varias combinaciones hasta descifrar el texto

Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_de_frecuencias

[2] Los sistemas auto-llave consisten en la codificación y descodificación de textos mediante plantillas, también llamadas “parrillas”. Las plantillas son planos donde se encuentran una serie de huecos aleatorios del tamaño de una letra. En los huecos de la misma el emisor escribe el texto que quiera codificar y posteriormente rellena los espacios vacíos del resto del papel con letras cualesquiera.

Silvia Peinado Serrano

CRIPTOGRAFÍA: BREVE RESUMEN SOBRE EL MÉTODO CLÁSICO.

-La Scítala:

Usada por los espartanos en el 400 a.c. Puede considerarse el primer sistema de criptografía por transposición:

enmascara el significado real de un texto alterando el orden de los signos que lo conforman. Se escribía el mensaje sobre una tela que envolvía una vara y solo se leía cuando se enrollaba en un bastón del mismo grosor que debía poseer el destinatario del mensaje.

-Julio César instituyó un método extremadamente sencillo basado en la sustitución de cada letra por la que ocupa tres puestos más allá en el alfabeto.

-Algunos copistas que deseaban esconder sus nombres utilizaban anagramas alterando el orden de las letras o recurrían a “la fuga de vocales”, que consiste en sustituir estas por puntos o consonantes arbitrarias.

-En 1466, León Battista Alberti concibe el sistema polialfabético que emplea varios abecedarios, saltando de uno a otro cada tres o cuatro palabras.

-Un siglo después, Giovan Battista Belaso de Brescia instituye “la clave”, formada por una palabra o una frase, debe transcribirse letra a letra sobre el texto original. Cada letra del texto se cambia por la correspondiente en el alfabeto que comienza en la letra clave.

Rodrigo Cebrián Díaz.

ACERCAMIENTO A TRES CRIPTÓGRAFOS IMPORTANTES.

-Leon Battista Alberti:

Leon Battista nace el 14 de febrero de 1404 y muere el 20 de abril de 1472. Este hombre fue de lo mas polifacético de su época; Alberti perteneció a una segunda generación de artistas renacentistas.

Fue arquitecto, matemático y poeta. Además de estas actividades principales, también fue arqueólogo, filósofo, se dedicó algo a la música, y lo que a nosotros nos interesa en esta ocasión, criptógrafo.

Sin duda, su mayor legado en este campo lo dejó en 1465 donde inventa un nuevo sistema de sustitución polialfabética que supuso un gran avance de la época.

-Blaise de Vigenère:

Nace un 5 de abril 1523 y muere en 1596. De origen francés, se dedicó a la química, a la criptografía y también fue diplomático.

El cifrado de Vigenére debe su nombre al cifrado que le fue falsamente otorgado (la paternidad regresa a Giovan Batista Belaso) en el siglo XIX.

En 1549 visita Roma en misión diplomática y regresa allí en 1566; en estas dos estancias entra en contacto con libros que trataban sobre la criptografía.

En su jubilación escribe más de veinte libros, entre ellos:

• Traicte de Cometes
• Traicte des Chiffres (1585).

En Traicte de Chiffres describe el primer método de cifrado polialfabético, que acaba siendo el primer cifrado de este género difícil de romperse.

-Friedrich Wilhelm Kasiski:

Nace el 29 de noviembre de 1805 y muere el 22 de mayo de 1881.

Fue oficial de infantería de las fuerzas armadas prusianas, criptógrafo y arqueólogo.

En 1863, Kasiski publicó un libro sobre criptografía: "La escritura secreta y el arte del descifrado.” Ésta obra fue la primera publicación sobre criptoanálisis aplicado a los cifrados de sustitución polialfabéticos, especialmente el cifrado de Vigenére.

Dicho método estaba basado en el análisis de fragmentos repetidos de texto dentro del texto cifrado. Esta técnica es conocida como el método Kasiski.

Su trabajo como criptógrafo no fue valorado y se dedicó mas a la arqueología. Pero sin darse cuenta, el fue el que inició una revolución en la criptografía.

Rodrigo Cebrián Díaz.