Sifrat (criptografia)

Una senzilla ilustració de la encriptación per clau pública, una de les formes d'encriptación més utilisades. El mensage es transmet per un canal obert, pero solament en la clau adequada es pot dessifrar.

En criptografia, el sifrat és el procés de codificació de l'informació. Este procés convertix la representació original de l'informació, coneguda com text pla, en una forma alternativa coneguda com text sifrat. En el millor dels casos, només les parts autorisades poden dessifrar un text sifrat per a convertir-ho en text pla i accedir a l'informació original. El sifrat no impedix per sí mateixa les interferències, pero nega el contingut inteligible a un possible interceptor.

Per raons tècniques, un esquema de sifrat sol utilisar una clave de sifrat pseudoaleatoria generada per un algoritme. És possible dessifrar el mensage sense posseir la clau pero, per a un esquema d'encriptación ben dissenyat, es requerixen considerables recursos computacionals i habilitats. Un destinatari autorisat pot dessifrar fàcilment el mensage en la clau proporcionada per l'emissor als destinataris, pero no als usuaris no autorisats.

Històricament, s'han utilisat vàries formes d'encriptación per a ajudar a la criptografia. Les primeres tècniques de sifrat s'utilisaven a sovint en la mensageria militar. Des de llavors, han sorgit noves tècniques que s'han convertit en habituals en tots els àmbits de l'informàtica moderna. Els esquemes moderns d'encriptación utilisen els conceptes de clau pública i clau simètrica.

Les tècniques modernes d'encriptación garantisen la seguritat perque els ordenadors moderns són ineficaços per a dessifrar la encriptación.

Terminologia

En el procés de sifrat/dessifrat s'establixen una série de térmens i convenis per a facilitar referir-se als distints elements que intervenen:

El text en clar o text simple (en anglés, plain text) és el mensage que se sifra. El criptograma o text sifrat és el mensage resultant una volta que s'ha produït el sifrat, és dir, el mensage sifrat. El sifrat és el procés que consistix en convertir el text pla en un galimaties illegible (sifrar), el mensage sifrat. El cifrador és el sistema que implementa l'algoritme de sifrat. El algoritme de sifrat o sifra és l'algoritme que s'utilisa per a sifrar. La clau de sifrat s'utilisa en l'algoritme de sifrat. El dessifrat és el procés de convertir el text sifrat en el text en clar. El descifrador és el sistema que implementa l'algoritme de dessifrat. El algoritme de dessifrat o dessifra és l'algoritme que s'utilisa per a dessifrar. La clau de dessifrat s'utilisa en l'algoritme de dessifrat. La gestió de claus és el procés de generació, certificació, distribució i cancelació de totes les claus, necessaris per a portar a terme el sifrat. El criptosistema és el conjunt estructurat dels protocols, els algoritmes de sifrat/dessifrat, els processos de gestió de claus i les actuacions dels usuaris. La descripció d'entitats: quan es desija descriure un algoritme de sifrat/dessifrat que involucra l'enviament de mensages secrets, molts autors usen els noms genèrics Alice i Bob en lloc dels crípticos A i B. Si intervenen atres entitats (C, D, F... -l'I quedaria reservada-), se'ls assignen llavors noms que escomencen en estes inicials, i els més freqüents són Carol i Dave. Quan un escenari involucra protecció front a atacants que fan escoltes, llavors per a referir-se a ells se sol usar el nom Eve (del terme anglés eavesdropper, "fisgón") o be el nom Mallory, en cas que l'atacant, ademés d'interceptar el mensage, tinga l'habilitat d'alterar-la.

En freqüència als processos de sifrat i dessifrat se'ls denomina encriptat i desencriptado, abdós anglicismes dels térmens anglesos encrypt i decrypt. La Real Acadèmia Espanyola va arreplegar eixa accepció en l'edició del seu diccionari de 2014. Per la seua banda La Fundació de l'Espanyol Urgent defén que encriptar és un terme vàlit i que no hi ha raó per a censurar el seu us.

Preprocesado del text simple

En algunes ocasions, abans de sifrar es realisa un preproceso d'adaptació del text pla. En este procés es poden seguir varis passos que permeten el sifrat o facen que el sifrat resultant siga més resistent front a atacs per criptoanálisis. Tots estos canvis es tindran que tindre en conte quan es realise el dessifrat per a poder obtindre el text pla original. Per eixemple, són freqüents les següents operacions:

• Conversió d'alfabet. Alguns cifradores usen un alfabet del text en clar que no es correspon en el del mensage que es vol sifrar. Per tant, és necessari adaptar el mensage a eixe alfabet. Per eixemple, alguns cifradores usen com a alfabet del text pla l'alfabet llatí. Si es desija sifrar un text en espanyol, és necessari realisar un procés com a resultat del com no apareguen els caràcters H, J, Ñ, K, O, W i I (per eixemple, podrien substituir-se l'O i la W per la V, la K en la Q, la Ñ per la N, l'I per la I, la J per la G, i eliminar la H). Un atre eixemple clàssic és el cas de cifradores que no permeten sifrar minúscules, en el cas de les quals serà necessari convertir tot en mayúscules.
• Preproceso per a dificultar el criptoanálisis. Per a aumentar la calitat del text sifrat en cert cifrador, ya siga per la seua resistència front a atacs, extensió o qualsevol atra circumstància, a voltes es preprocesa el text en clar. Alguns eixemples d'estratègies són:
• Inclusió de fragments que són per a despistar i que no tenen cap significat. Habitualment estos fragments són caràcters, i es denominen caràcters nuls.
• Eliminació de situacions del text clar que poden ser aprofitades per atacs de criptoanálisis. Per eixemple:
  • Els espais en blanc i signes de puntuació solen eliminar-se per a que, ademés de conseguir una transmissió més eficient, es conseguixca que les paraules no es puguen distinguir pels contorns. Açò pot produir ambigüitats que es tenien que resoldre pel context.
  • Els casos de seqüències de lletres idèntiques seguides (per eixemple, RR o LL del idioma espanyol, en certs tipos de cifradores poden ser aprofitades per atacants. Per a trencar estes seqüències de caràcters iguals, solen aplicar-se dos estratègies: eliminar un dels caràcters o ficar un contingut que no es té que interpretar (si és un sol caràcter, se li crida caràcter nul).
• Usar un còdic. A voltes, abans de sifrar, s'utilisa un còdic que dificulta aplegar al significat de certes paraules o frases especialment importants o habituals.
• Conversió a números. Hi ha alguns algoritme de sifrat com el RSA que necessiten convertir els caràcters en números. Es poden seguir distintes estratègies. Vejam alguns eixemple:
• Podríem usar una taula de conversió dels caràcters en números usant algun sistema de codificació de caràcters com ASCII o Unicode. Per eixemple el mensage "Hello World" usant Unicode-8 quedaria:

48 65 6C 6C 6F 20 57 6F 72 6C 64

Esta cadena de bytes podríem convertir-la en un número concatenant-los obtenint:

0x48656C6C6F20576F726C64=87521618088882533792115812

Una atra opció podria ser considerar que els caràcters estan ordenats segons un criteri i interpretar la cadena com un número en base el número de caràcters de l'alfabet. Per eixemple si considerem que solament hi ha caràcters en mayúscules i els ordenem segons l'orde alfabètic tindríem per eixemple:

"HIJO" $=7\cdot 26^3+8\cdot 26^2+9\cdot 26+14=128688$

El qualsevol cas el número resultant pot ser massa chicotet lo que podria produir un text sifrat que no siga segur. Per a això se sol aplicar un esquema de farcidura (eixemple PKCS#1v1.5, el qual està ya trencat, o OAEP descrit en PKCS#1v2.0)

Vore també

• Cripto AG
• Còdic
• Confusió entre sifrats i còdics
• Criptografia asimètrica
• Criptografia simètrica
• Sifrat per substitució
• Sifrat per transposició

Bibliografia adicional

• (1939).«Cryptanalysis: A Study of Ciphers and Their Solution».Dover Publications Inc.
• Kahn, David (1967), The Codebreakers - The Story of Secret Writing (ISBN 0-684-83130-9) (anglés)
• Preneel, Bart (2000), "Advances in Cryptology - EUROCRYPT 2000", Springer Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-540-67517-4 (anglés)
• Sinkov, Abraham (1966): Elementary Cryptanalysis: A Mathematical Approach, Mathematical Association of America. ISBN 0-88385-622-0 (anglés)
• Tenzer, Theo (2021): SUPER SECRETO – The Third Epoch of Cryptography: Multiple, exponential, quàntum-secure and above all, simple and practical Encryption for Everyone, Norderstedt, ISBN 9783755761174. (anglés)
• (2014).«Introduction to modern cryptography».Hall/CRC.