Algoritmos Criptográficos

La criptografía moderna se basa en una variedad de algoritmos criptográficos que son fundamentales para garantizar la seguridad de la información en el mundo digital. Estos algoritmos se pueden clasificar en dos categorías principales: algoritmos simétricos y algoritmos asimétricos.

Algoritmos Simétricos

Los algoritmos simétricos utilizan la misma clave tanto para cifrar como para descifrar la información. Esto significa que tanto el remitente como el receptor deben conocer la clave secreta y mantenerla en secreto. Uno de los algoritmos simétricos más conocidos es el AES (Advanced Encryption Standard).

Ejemplo: AES

AES es un algoritmo de cifrado de bloque que reemplazó al DES (Data Encryption Standard) debido a sus vulnerabilidades. AES opera sobre bloques de 128 bits y admite claves de 128, 192 y 256 bits. La estructura del algoritmo implica varias rondas de transformación que incluyen sustituciones, permutaciones y mezclas de columnas.

from Crypto.Cipher import AESfrom Crypto.Util.Padding import pad, unpadimport os# Generación de una clave aleatoriakey = os.urandom(16) # Clave de 128 bitscipher = AES.new(key, AES.MODE_CBC)plaintext = b'Este es un mensaje secreto.'ciphertext = cipher.encrypt(pad(plaintext, AES.block_size))

Algoritmos Asimétricos

Los algoritmos asimétricos utilizan un par de claves: una clave pública y una clave privada. La clave pública se puede compartir libremente, mientras que la clave privada debe mantenerse en secreto. Este tipo de criptografía es fundamental para la creación de certificados digitales y la firma electrónica. Un ejemplo prominente de un algoritmo asimétrico es RSA (Rivest-Shamir-Adleman).

Ejemplo: RSA

RSA es un algoritmo que se basa en la dificultad de factorizar números enteros grandes. La seguridad de RSA se basa en la factorización de un número que es el producto de dos números primos grandes. Una vez que se generan las claves, la clave pública se utiliza para cifrar datos, mientras que la clave privada se utiliza para descifrarlos.

from Crypto.PublicKey import RSAfrom Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP# Generación de claveskey = RSA.generate(2048)private_key = key.export_key()public_key = key.publickey().export_key()# Cifradocipher = PKCS1_OAEP.new(key.publickey())ciphertext = cipher.encrypt(b'Este es un mensaje secreto.')

Funciones Hash

Las funciones hash son otro componente crucial en la criptografía moderna. A diferencia de los algoritmos de cifrado, que son reversibles, las funciones hash producen un valor de longitud fija a partir de datos de entrada de longitud variable y son intrínsecamente unidireccionales. Un ejemplo famoso de una función hash es SHA-256 (Secure Hash Algorithm 256 bits).

Ejemplo: SHA-256

import hashlib# Cálculo de un hash SHA-256data = b'Este es un mensaje secreto.'hash_object = hashlib.sha256(data)hex_dig = hash_object.hexdigest()

Aplicaciones de los Algoritmos Criptográficos

Los algoritmos criptográficos tienen múltiples aplicaciones en diversas áreas, incluyendo:

• Seguridad en las Comunicaciones:Cifrado de correos electrónicos y mensajes instantáneos.
• Protección de Datos:Cifrado de discos duros y almacenamiento en la nube.
• Autenticación:Firmas digitales y autenticación de dos factores.
• Integridad de Datos:Verificación de integridad mediante funciones hash.

El estudio de los algoritmos criptográficos es esencial para comprender la seguridad informática y proteger la información en la era digital.