Criptología
La Criptología (del griego criptos= oculto y
logos= tratado, ciencia) es la ciencia que trata las escrituras ocultas, está
comprendida por la Esteganografía, el Criptoanálisis y la Criptografía.
Esteganografía
La comunicación secreta lograda mediante la
ocultación de la existencia de un mensaje se conoce con el nombre de
esteganografía, derivado de las palabras stegano (steganpos), que significa
encubierto, y graptoz (gráphos), que significa escritura.
En el siglo V a.C. el gran historiador griego
Heródoto describió la manera que tenían los griegos para mandarse mensajes
entre sí. El procedimiento básicamente consistía en escribir el mensaje sobre
una tablilla de madera para posteriormente ocultarle mediante un recubrimiento de
cera. El mismo Heródoto narra la historia de Histaiaeo en la cual se afeita la
cabeza a un mensajero para luego escribir el mensaje sobre su cuero cabelludo y
posteriormente esperar a que le crezca el pelo, antes de remitir el mensaje a
la persona deseada; de ésta manera el mensajero pudo viajar hasta su destino
sin ser molestado, al afeitarse su cabeza fue capaz de mostrar al receptor el
mensaje oculto.
También, en la antigua civilización china se
escribían mensajes sobre seda fina, que luego era aplastada hasta formar una
pelotita que a su vez era recubierta de cera. En el siglo XV, el científico italiano
Giovanni Porta describe con todo lujo de detalles la manera de esconder un mensaje
dentro de un huevo cocido. La esteganografía incluye también la práctica de
escribir con tinta invisible, procedimiento ampliamente estudiado por casi
todas las culturas.
Durante la segunda guerra mundial el sistema
más utilizado consistió en microfilmar un mensaje y reducirlo hasta el extremo
de un pequeño punto, de forma que podía pasar como un signo de puntuación de un
carácter dentro de otro texto. Por ejemplo, el punto de consonante "j"
podía ser en realidad un microfilm con un mensaje.
Con la llegada de los ordenadores se han
ampliado y diversificado las técnicas esteganográficas.
Una de las más comunes consiste en esconder
un mensaje dentro de contenidos multimedia, mezclando los bits del mensaje
original entre los bits del archivo gráfico o de sonido.
El archivo resultante será una imagen o
archivo de audio totalmente funcional que, a primera vista, no levanta ninguna
sospecha, pero con el software adecuado es posible extraer la información oculta.
Actualmente, un grupo de investigadores de la
Universidad George Mason, de Virginia, trabajan desde hace años en una herramienta
capaz de detectar imágenes "esteganografiadas" en Internet. La
novedosa ciencia, denominada esteganálisis, permite detectar información
escondida en imágenes o archivos de sonido.
Pero, por muy bien que ocultemos los mensajes
corremos el riesgo que tras una revisión concienzuda alguien sea capaz de
descubrirlos, lo que claramente compromete la seguridad. Por esta razón la
ocultación física de los mensajes ha dejado paso, a otro procedimiento más
sofisticado: La criptografía.
La
criptografía.
El objetivo de la criptografía no es ocultar
la existencia de un mensaje, sino más bien ocultar su significado, un proceso
que se conoce como codificación.
Las raíces etimológicas de la palabra
Criptografía son criptos (oculto), y graphos (escritura).
Anteriormente la Criptografía era considerada
como un arte pero en la actualidad se considera una ciencia gracias a su
relación con la estadística, la teoría de la información, la teoría de los
números y la teoría de la complejidad computacional.
La Criptografía es la ciencia que se encarga
del estudio de técnicas para transformar la información a una forma que no
pueda entenderse a simple vista; sin embargo, el objetivo de la Criptografía no
es sólo mantener los datos secretos, sino también protegerlos contra
modificación y comprobar la fuente de los mismos.
Para poder comprender más la criptología, nos
adentraremos a la historia, así podremos conocer los inicios y la evolución que
ha tenido a través de los siglos.
Historia de la Criptografía
La
Criptografía nace debido a que el hombre a lo largo del tiempo se ha visto en
la necesidad de comunicar información confidencial a otros individuos ya sea
por motivos militares, diplomáticos, comerciales, etc., en donde mantener la
información en secreto es la pauta para conservar la integridad de un individuo
o en ocasiones de una comunidad completa.
Una de las
primeras formas utilizadas para ocultar la información fue una técnica que
consistía en realizar orificios sobre las letras del mensaje secreto para pasar
sobre ellos un tipo de tejido que servía para ocultar dicho mensaje.
Alrededor
del año 1500 a.C. los comerciantes asirios utilizaban tablillas de arcilla en
donde tallaban escritos y algunas imágenes que establecían la forma de llevar a
cabo sus transacciones comerciales, muchas veces dichas tablillas se colocaban
en el interior de un contenedor de arcilla el cual era sellado.
Scítala de los Lacedemonios
Durante el
siglo V a.C. los griegos crearon un instrumento para cifrar mensajes. Dicho
instrumento es conocido como Scítala de los Lacedemonios y
consistía en un cilindro de madera en el cual se enrollaba una cinta de papiro
o tela. Una vez enrollado el papiro se escribía el mensaje a lo largo de cada
una de las generatrices del cilindro. Después se desenrollaba dicho papiro y
era mandado con un mensajero al receptor, quien contaba con un cilindro con las
mismas medidas que el del emisor, por lo que podía volver a enrollar el papiro
en su cilindro y recuperar el mensaje original. Es importante mencionar que el
mensaje en el papiro sin estar enrollado en el cilindro resultaba confuso e
incoherente.
Código espejo o Atbash
Entre los
años 500 y 600 a.C., escribanos hebreos utilizaban un alfabeto al revés, es
decir cuando querían escribir la primera letra del alfabeto escribían la última
y cuando querían escribir la última utilizaban la primera, a esta forma de
escribir se le llama código espejo o Atbash.
A mediados
del siglo II a.C. surgió un procedimiento de cifrado atribuido al historiador
griego Polybios, este procedimiento de cifrado consistía en la sustitución de
un carácter por un par de caracteres que le correspondían según una tabla que
se diseñaba con este propósito.
Cifrado del César, la antigua Roma y los Árabes
Cincuenta
años más tarde, en el siglo I a.C. aparece un nuevo procedimiento de cifrado,
el cual es conocido como cifrado del César, debido a que era
usado por el militar y político romano Julio César. Este método consistía en
sustituir cada carácter del mensaje original por otro situado tres posiciones
después de él en un determinado alfabeto.
A finales
del siglo I a.C. y principios del siglo I d.C., Augusto, el primer emperador de
Roma propuso una nueva forma de enmascarar los mensajes, consistía en
escribirlos en una tableta que posteriormente era cubierta con cera quedando
así oculta la información.
Otra
técnica interesante practicada en la antigua Roma, consistía en enviar el
mensaje por medio de un esclavo quien era rapado y se escribía sobre su cabeza
un mensaje, una vez que le crecía el pelo, era enviado con el receptor el cual
debía rapar nuevamente al esclavo para obtener el mensaje. Era una práctica
común que al esclavo se le cortara la lengua para que en el caso de ser interceptado
por un contrario no pudiera decir que llevaba un mensaje escrito en la cabeza.
Durante la
persecución de los primeros cristianos, éstos se vieron obligados a expresar la
idea de un ser superior por medio de símbolos (llamados símbolos apostólicos),
principalmente utilizaron marcas de talleres monetarios con el fin de que los
perseguidores no pudieran relacionarlos con el cristianismo ya que eran
símbolos comunes para todos.
Se tienen
conocimientos de que para el año 1300 los árabes ya habían desarrollado
alrededor de siete procedimientos de cifrado, los cuales se enlistan a
continuación:
·
Reemplazar unas letras por otras
·
Escribir palabras al revés
·
Invertir letras alternadas en el
texto del mensaje original
·
Dar a las letras un valor numérico y
escribir dichos valores con símbolos
·
Reemplazar cada letra con otras dos
de forma que la suma de sus valores numéricos fuera igual al valor numérico de
la letra reemplazada
·
Sustituir cada letra con el nombre de
una persona o un objeto
·
Sustituir las letras por signos lunares,
pájaros, flores u otros signos inventados
Entre 1375
y 1383 Cicco Simonetta, consejero y secretario de los duques Sforza en Milán,
desarrolla su obra llamada Liber Zifrorum, la cual es considerada como el
tratado de descifrado más antiguo que se conoce. En dicha obra estudia y
analiza diversos sistemas criptográficos.
A petición
del Antipapa Clemente VII, Gabrieli di Lavinde en 1379, desarrolló un manual de
Criptografía que consistía en utilizar determinados códigos para sustituir
palabras del mensaje en claro.
Cifrado de
León Battista Alberti
León
Battista Alberti quien fue secretario pontificio de la corte romana, en 1466
inventó un disco de cifrado utilizando discos concéntricos divididos en 24
casillas en donde cada una de ellas contenía un carácter
Poligraphiae
En el
siglo XVI el historiador y religioso benedictino alemán Trithemius, publica su
obra “Poligraphiae” en donde desarrolla varios procedimientos de cifrado entre
los que se encuentra la sustitución de letras por palabras, las cuales eran
escogidas de tal modo que su yuxtaposición formarán un texto entendible, y que
al leerlo no se sospechará que había un mensaje secreto oculto.
Máscara rotativa
En ese
mismo siglo el matemático Girolamo Cardano inventó el procedimiento de la
trepa, mejor conocido como máscara rotativa, que consiste en una tableta con
algunas perforaciones la cual se coloca sobre otra tableta que contiene
distintas letras, de esta manera se va obteniendo el mensaje visualizando las
letras a través de las perforaciones y girando en sentido horario la máscara (que
es la tableta perforada).
Cifrado de
Giovanni Battista de la Porta
En 1593,
Giovanni Battista De la Porta modificó el disco de cifrado de Alberti
sustituyendo el alfabeto del disco interior por símbolos extraños.
Cifrado de
discos de Jefferson
En 1595 el
francés Blaise Vigenère inventó un método de cifrado que consistía en asignar
un número a cada letra del alfabeto y sumar los números correspondientes a una
clave con los del mensaje para obtener el criptograma.
Durante el
siglo XVI fueron muy utilizados los libros de código para cifrar los mensajes,
como ejemplo de ello están los libros de código de Felipe II.
Libro de código de Felipe II y Cilindro de Thomas Jefferson
Estos
libros consistían en poner las letras del alfabeto, en grupos de dos letras y
tres letras e incluso palabras completas más usuales del lenguaje en un
rectángulo para asignarles uno o varios símbolos extraños. De este modo tanto
emisor como receptor debían poseer el libro para poder cifrar o descifrar los
mensajes.
En 1790
Thomas Jefferson creó un cilindro formado por varios discos coaxiales en donde
cada uno tenía escrito en la parte exterior un alfabeto. Cada disco se ajustaba
de tal modo que en una generatriz del cilindro se formara el mensaje en claro y
el criptograma se obtenía de cualquiera de las otras generatrices.
Cifrado de
Wheatstone
En 1854
Sir. Charles Wheatstone diseñó un método de cifrado llamado Playfair, este
método era parecido al de Polybios solo que ahora en vez de que cada carácter
se sustituyera por dos caracteres sólo se sustituía por uno.
Para 1867
Wheatstone había ideado un nuevo disco de cifrado que en realidad se trataba de
una versión mecánica del disco de Alberti; esta nueva versión ocupaba en el
disco exterior el alfabeto inglés más un signo de “+” colocados de manera
ordenada en sentido de las manecillas del reloj y el disco inferior tenía
solamente 26 casillas con el alfabeto colocado de manera desordenada. Las
agujas estaban engranadas de tal manera que cuando la externa giraba 27
posiciones, la interna lo hacia 26, estableciendo de esta manera una
correspondencia entre los dos alfabetos.
Cifrado de
Bazeries
En 1890 Étienne
Bazeries, tomando como base el cilindro de Jefferson creó un cilindro que
constaba de 20 discos coaxiales con 25 letras en cada uno de ellos, la
diferencia con el cilindro de Jefferson es básicamente la manera de cifrar el
mensaje, ya que el disco de Bazeries al tener un disco adicional con números
impresos, el criptograma del mensaje en claro podía conformarse con letras de
varias generatrices estableciendo el número de la generatriz con que se cifraba
cada carácter del mensaje en claro.
A principios
de siglo XX, William F. Friedman considerado como el padre de la Criptografía
moderna, publicó un estudio llamado “The index of coincidence and its
applications in Criptography” (El índice de coincidencia y sus aplicaciones en
Criptografía) uno de los primeros trabajos en donde se aplicaron principios
matemáticos en la Criptografía.
En 1917
Gilbert Vernam desarrolló un algoritmo de cifrado que lleva su nombre (cifrado
Vernam) el cual lleva al límite la idea del cifrado de Blaise Vigenère.
ENIGMA
En 1923
Arthur Sherbius, un ingeniero alemán, dio a conocer una máquina llamada Enigma,
se trataba de una máquina que en su exterior parecía una máquina de escribir
común pero en su interior estaba compuesta por un mecanismo que trasformaba la
letra tecleada en otra, estaba compuesta por un conjunto de ruedas cuyas caras
tenían contactos eléctricos entre sí.
Existieron
varios modelos de esta máquina; el primero, contaba con cuatro ruedas con un
alfabeto de 28 letras cada una, podía cambiarse entre el modo de cifrado y el
de descifrado, además tenía un sistema de impresión. Las ruedas podían
cambiarse de lugar por lo que la clave para el uso de esta máquina consistía en
el orden en que eran colocadas las ruedas y la posición inicial de cada una.
Varios gobiernos adquirieron esta máquina, algunos para estudiarla y otros para
usarla en sus comunicaciones, por ejemplo, el gobierno de Alemania mandó
modificarla con el fin de hacerla más segura para utilizarla plenamente en sus
comunicaciones ya que creían que un criptograma obtenido con Enigma era
indescifrable. Pero fue el gobierno Polaco el que hizo estudios intensos para descriptar
los criptogramas obtenidos con Enigma, y lo lograron mediante el empleo de
máquinas que ellos mismos desarrollaron y que les facilitaron el trabajo, estas
máquinas fueron el Ciclómetro y la Bomba. Como la máquina Enigma utilizada por
los alemanes era habitualmente modificada así como los protocolos para su
manejo, los británicos mejoraron la Bomba y pudieron descriptar mensajes que
los polacos ya no pudieron.
Al igual
que los alemanes utilizaban una máquina para cifrar sus mensajes durante la
Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos contaba con una máquina llamada Sigaba
cuyo principio de funcionamiento era igual al de Enigma, los japoneses
utilizaron una máquina llamada Purple criptoanalizada por Estados Unidos.
En 1940 los
alemanes comenzaron a utilizar una nueva máquina de cifrado llamada “Máquina de
Lorenz” parecida a Enigma pero con un mecanismo mucho más complicado, los
británicos también fueron capaces de criptoanálisis la máquina de Lorenz con
ayuda de la máquina Colossus.
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