Introducción a la criptografía II - del modelo simétrico

La criptografía trata de construir y analizar protocolos que soporten la influencia de adversarios. Un protocolo es un programa distribuido, que puede ser probabilístico o mantener un estado.

Generalmente se define como tuplas de algoritmos, pero la definición formal depende del problema. Estos se idean y analizan entendiendo las metas y amenazas del problema particular.

Para estar convencidos de la seguridad, debe haber algo que una parte sabe y que el adversario no sabe. El modelo de confianza especifica quién tiene qué claves al inicio.

En un modelo simétrico, que es el más simple y común, el remitente y el receptor comparten una clave que el adversario no conoce, normalmente una cadena de caracteres aleatoria. El encapsulamiento y desencapsulamiento utiliza la misma clave compartida. Podemos asumir que quien usa la clave la tiene en un lugar secreto.

Un protocolo simétrico de cifrado es una tripleta de algoritmos Π = (K, E, D), donde K es el algoritmo de generación de la clave K, E el algoritmo de cifrado y D el algoritmo de descrifrado. Si M es el mensaje en texto plano, entonces el remitente cifra M aplicando E a K y M. Con esto obtiene C, el texto cifrado. C se envía al receptor. El receptor descifra C aplicando D a K y C. Si tiene éxito, obtiene M.

El protocolo sólo dice cómo se generan las claves y cómo se procesan los datos. No le dice al adversario qué hacer. No dice cómo llega la clave a las partes. Y no dice cómo se transmiten los mensajes.

Pero, ¿es seguro? La meta es que el adversario que obtiene C no pueda saber nada de M. Pero el cifrado generalmente no esconde el tamaño de M, este se puede conocer a partir de C. Entonces A podría adivinar M con una secuencia aleatoria de |M| bits. Y acertaría con una probabilidad de 2-n. Esto quiere decir que un esquema no es seguro o inseguro, sólo hay una probabilidad de romperlo.

Similar a lo anterior, se puede utilizar un protocolo simétrico para verificar la autenticidad de un mensaje, también llamado MAC (message authentication code).Entonces tenemos una tripleta de algoritmos Π = (K, T, V). El remitente calcula una etiqueta σ, aplicando T a K y M, y transmite M y σ. El receptor verifica que la etiqueta esté bien aplicando V a K, M y σ.