Método de los Círculos Concéntricos

En 1446 León Battista Alberti creó el sistema polialfabético. Para desarrollar esta técnica, Alberti estudió los métodos para quebrar cifras de la época y elaboró una cifra que podría anular estos métodos. Emplea varios abecedarios saltando de uno a otro. El emisor y el destinatario deben ponerse de acuardo para fijar la posición de los círculos y determinará la posición de los signos.
Es una de las cifras polialfabéticas más elaboradas, pero no tuvo un éxito merecido.

Sistemas Criptográficos.

Sistemas de cifrado

Sistemas de cifrado simétrico.

Los sistemas de cifrado simétrico son aquellos que utilizan la misma clave para cifrar y descifrar un texto. El principal problema reside en el intercambio de una única clave entre el emisor y el receptor con el fin de que la comunicación sea segura. Además se le suma que debemos buscar un método seguro para el intercambio de esta clave.

Sistemas de cifrado asimétrico.

También llamados sistemas de clave pública. Este sistema usa dos tipos de claves diferentes: Una es la clave pública y otra, clave privada. Para enviar un mensaje, el remitente usa la clave pública del destinatario para cifrar el texto. Una vez que lo ha cifrado, únicamente con la clave privada del destinatario se puede descifrar. Por ello, se puede dar a conocer perfectamente la clave pública para que todo aquel que se quiera comunicar con el destinatario lo pueda hacer.

Existe otro sistema de clave pública basado en la factorización de números primos que funciona de la siguiente forma: la clave pública contiene un número compuesto de dos números primos muy grandes, para cifrar un mensaje, el algoritmo de cifrado usa ese compuesto para cifrar el texto y para descifrarlo éste debe conocer sus factores primos(la clave privada tiene uno de esos factores, con lo cual resulta fácil descifrar el mensaje).

Con los ordenadores de hoy en día es más fácil multiplicar dos números grandes para conseguir un número compuesto, pero es muy difícil la operación inversa. Se considera suficiente 128 bits las claves simétricas y dado que la tecnología de hoy en día se encuentra muy avanzada, se recomienda en este caso que la clave pública tenga un mínimo de 1024 bits.

Sistemas de cifrado híbridos.

Este sistema de cifrado se usa tanto en los sistemas de clave simétrica como el de clave asimétrica. Funciona mediante el cifrado de clave pública para compartir una clave para el cifrado simétrico. En cada texto codificado, la clave simétrica utilizada es diferente. La clave simétrica es cifrada con la clave pública, y el mensaje saliente es cifrado con la clave simétrica. El destinatario usa su clave (privada) para descifrar la clave simétrica y luego usará ésta para descifrar el mensaje.

La Estenografía o Taquigrafía

La Taquigrafía o Estenografía es un sistema de escritura rápido y conciso que permite transcribir un discurso a la misma velocidad a la que se habla. Para ello se suelen utilizar trazos breves, abreviaturas y caracteres especiales.

Generalmente la Estenografía omite partes de los textos y un texto recogido por un taquígrafo no puede ser entendido fácilmente por otro que no haya escuchado previamente el texto original. Por tanto, los taquígrafos deben escribir posteriormente el texto taquigráfico en la escritura habitual.

El aprendizaje de la taquigrafía es relativamente fácil, pero su uso rápido requiere mucha práctica.

Para encontrar los orígenes de esta técnica debemos remontarnos a la antigua Grecia, época de Jenofonte.El término proviene del griego 'taxos' (celeridad, rapidez) y 'grafos' (escritura).

Este método fue utilizado por los fenicios y griegos y en Roma desde la época de Cicerón (Notae tironianae). Más tarde el sistema fue ordenado en forma de diccionario por Séneca; sin embargo, cayó en el olvido con la invasión de los bárbaros.

Posteriormente, se restableció en la Edad Moderna. En 1588 Bright reanudó la tradición taquigráfica en Inglaterra. Le siguieron países como Francia , Holanda e Italia.
En 1800 se introduce en España con Francisco Martí . Su sistema se considera como el más perfecto de los conocidos hasta el siglo XIX.

Historia Actual

Los sistemas de comunicación a distancia dan un nuevo impulso a la criptografía. Por un lado, las enormes ventajas de una comunicación rápida y eficiente; por otro lado, los mensajes desprotegidos.

1795

Thomas Jefferson,, inventa un cilindro cifrante (o cifra de rueda). A pesar de la genialidad de este dispositivo compuesto por 26 discos, nunca llegó a ser utilizado. El cilindro de Jefferson es un dispositivo inventado en el siglo XIX. Fueron re-inventados diversas veces y utilizados por los militares el siglo XX, hasta la Segunda Guerra Mundial.

1799

Se descubre la Piedra 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 descifrados solamente en 1822 por Champollion, después de una tentativa fallida hecha por Thomas Young en 1814.

1808

El español Francisco de Paula Martí (1762-1827), basado en las obras de Trithemius y Kircher, escribe Poligrafía, ó Arte de Escribir en Cifra de Diferentes Modos. Donde expone una variedad de cifras, entre ellas, cifras de sustitución numéricas y alfabéticas. La segunda parte de la obra trata de la escritura invisible, donde Martí describe métodos para hacer textos legibles en mensajes donde la tinta se haya desbordado o donde hayan sido escritos con tinta invisible.

1834

Louis Braille (1809-1852), educador francés, quedó invidente a los 3 años de edad. Se interesó por un sistema de escritura, presentado en la escuela Charles Barbier, en el cual un mensaje codificado en puntos era acuñado en papel-tarjeta. A los 15 años de edad trabajó en una adaptación, escritura con un instrumento simple. El Código de Braille consiste de 63 caracteres, cada un de ellos constituido por 1 a 6 puntos dispuestos en una matriz o célula 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 acepto y utilizado hasta los días de hoy.

1839

Sir William Brooke El’Shaughnessy, cirujano inglés de la Compañía de las Indias Occidentales, desarrolló un sistema de telegrafía propio y cambia la historia del colonialismo británico y de la Guerra de la Crimea.

A pesar de contemporáneos, Morse (en los EUA), Cooke y Wheatstone (en Inglaterra) y El'Shaughnessy (en India) desarrollan sistemas de comunicación independientes. El más amplio y que entró en funcionamiento más rápidamente fue el del'Shaughnessy y en tres años estiró 6.500 km de líneas que cubrían toda la India.

1840

Samuel Morse (1791-1872) desarrolla el código que recibió su nombre. En la verdad no es un código, pero sí 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. . La invención del telégrafo altera profundamente la criptografía.

1843

Edgar Allan Poe publicó en 1843 una historia famosa, titulada "El escarabajo de oro", en la cual él narra la aventura de un individuo que encuentra un mensaje cifrado en un escarabajo, el cual indica la localización de un fabuloso tesoro. Poe, un excelente criptoanalista aficcionado, explica en detalles como el mensaje puede ser desencriptado usándose técnicas estadísticas.

1854

Figura polémica, Charles Babbage, matemático inglés llamado "el padre del ordenador". Babbage quiebra la cifra de Vigenère y proyecta las primeras máquinas de cáculo sofisticadas, precursoras del ordenador: la “Máquina de las Diferencias” y la "Máquina Analítica".

En este año también destaca la cifra Playfair, inventada por Sir Charles Wheatstone y publicada por su amigo Lyon Playfair.

1863

Friedrich Wilhelm Kasiski nació en Noviembre de 1805 en una pequeña ciudad de la Prússia occidental. Se alistó en el regimiento de infantería de la Prússia oriental a los 17 años. En 1863, su obra Die Geheimschriften und die Dechiffrierkunst (Las escrituras secretas y el arte de la descodificación) fue publicado. Gran parte del contenido se refiere a la solución de cifras polialfabéticas de llave repetida, un problema que estaba atormentando los criptoanalistas durante siglos. Murió en Mayo de 1881 sin darse cuenta de la importancia de sus hallazgos criptoanalíticos.

1861-1865

Durante la Guerra Civil Americana, la Unión utilizó la sustitución de palabras seleccionadas seguida de una transposición columnar de palabras mientras que los Confederados usaron Vigenère (la solución de la cual había acabado de ser publicada por Kasiski).

1881

El austríaco Eduard Baron (Freiherr) von Fleissner von Wostrowitz (1825-1888) nació en Lemberg, hijo de un oficial de la caballería austríaca. Durante su actividad militar se ocupó con medios y métodos criptográficos y, en 1881, publicó en Viena su libro Handbuch der Kryptographie (Manual de Criptografía). Es el inventor de la Reja Giratoria, cifra usada por Júlio Verne en la novela "Mathias Sandorf". También utilizó la criptografía en otras dos novelas, Viaje al centro de la Tierra y La Balsa.

1893

Las primeras transmisiones de señales telegráficas y de la voz humana en telefonía inalámbrica son realizadas en São Paulo, Brasil, por el padre Roberto Landell de Moura. A pesar de eso, el mérito de inventor de la telegrafía inalámbrico acaba quedando con el italiano Marconi. Probablemente ningún de los dos tenía noción del impacto de sus inventos sobre la criptología. La transmisión inalámbrica muda nuevamente la forma de la criptografía y la hace imprescindible.

Historia Moderna

La Criptografía comenzó a progresar cuando los gobiernos de Europa Occidental comenzaron a utilizarla y la codificación comenzó a hacerse más popular principalmente en las comunicaciones entre embajadas.

1518

Johannes Trithemius escribió el primer libro impreso de criptología. Inventó un método por el cual cada letra era representada como una palabra obtenida de una sucesión de columnas. La serie de palabras resultantes sería una oración legítima. Johannes Trithemius escribió, su Steganographia, la cual circuló como manuscrito por más de cien años, siendo copiada por muchas personas que deseaban extraer los secretos que se pensaba que contenía.

1526

La obra de Jacopo Silvestri discute seis métodos de cifras, inclusive la cifra de César para la cual él recomendaba el uso de un disco de cifragem. Su obra fue escrita para ser un manual práctico de criptología que claramente pretendía alcanzar un vasto círculo de lectores

En el alfabeto-llave de Silvestri no poseía las letras j, v, w y y. En el disco, las tres marcas que suceden la Z representan: & para et; un símbolo usado comúnmente en el Latín medieval para significar us o uno a finales de palabras (p.ej., plurib9 = pluribus), o con con, cum o cun en el inicio de palabras (p.ej., 9pronto = concedo); y un símbolo usado para ron, la terminación del genitivo plural latino (illo# = illorum). El zig-zag en el centro de la figura debe corresponder la una pequeña manivela para girar los discos móviles.

1550

Subtilitate libri XXI esta obra famosa, de Girolamo Cardano contiene información acerca del proceso de cifrado. La parrilla de Cardano consiste en una hoja de material rígido donde se encuentran, en intervalos irregulares, pequeñas aperturas rectangulares de la altura de una línea de escritura y de largura variable. El remitente escribe el texto en las aperturas, después retira la hoja y completa los espacios vacíos con letras cualesquiera. El destinatario pone la misma parrilla sobre el texto cifrado para leer el mensaje.

1551

John Dee (1527-1608), alquimista, astrólogo y matemático inglés trabajó con el alfabeto Enoquiano, también llamado lenguaje "Angelical". El alfabeto de este lenguaje arcaico estaba compuesto por 21 letras y fue descubierto por Dee y Edward Kelley. El lenguaje posee gramática y sintaxis propias. John Dee también posee una escritura encriptada que no fue quebrada hasta hoy.

1563

En 1563, Della Puerta escribió un texto sobre cifras introduciendo la cifra digráfica. Sugirió el uso de sinónimos y errores ortográficos para confundir a los criptoanalistas. Sus cuatro libros, tratando respectivamente de cifras arcaicas, cifras modernas, criptoanálisis y una lista de peculiaridades lingüísticas que ayudaban en la solución, compilaban el conocimiento sobre la criptografía de la época.

1580

François Viete (1540-1603), matemático francés, fue quien introdujo la primera notación algébrica sistematizada y contribuyó para la teoría de las ecuaciones. También fue uno de los mejores especialistas en cifras de todos los tiempos.

A finales del siglo XVI, el imperio español dominaba gran parte del mundo y, justamente por eso, los agentes españoles tenían que comunicarse usando una cifra mucho más intrincada. En la realidad, la cifra era compuesta por más de 500 caracteres, usados por el Rey Felipe II de España durante su guerra en defensa del Catolicismo Romano y de los huguonotes franceses. Algunos mensajes de soldados españoles fueron interceptados por los franceses y acabaron en las manos del rey Enrique IV de Francia. El rey entregó estos mensajes españoles a François Viete, con la esperanza de que él los descifrara. El matemático tuvo éxito y guardó el secreto cuando, después de dos años, los españoles descubrieron lo ocurrido. El rey Felipe de España, creyendo que una cifra tan compleja nunca pudiera ser quebrada, siendo informado de que los franceses conocían sus planes militares, fue a quejarse al Papa alegando que se estaba usando magia negra contra su país. El Papa, sin embargo, nunca creyó en esta historia.

1585

Blaise de Vigenère escribió un libro sobre cifras, incluyendo los primeros sistemas auténticos de texto claro y texto cifrado con auto-llave. Conforme Kahn, ambos fueron olvidados y reinventados a finales del siglo XIX. En 1586, Blaise de Vigenère publica su Traicté des chiffres, un tratado en el que discute muchas cifras, inclusive el sistema de la "auto-llave corriente", usada en algunas máquinas modernas para cifrar, y el así llamado método “Vigenère tableau”.

1623

Sir Francis Bacon es el inventor de un sistema de esteganografia que publicó en De dignitate et augmentis scientiarum. Denominó a su alfabeto “bilateral” porque utiliza una combinación de las dos letras A y B en grupos de cinco. La cifra es conocida por “Cifra de Bacon” hoy día clasificada como codificación binaria de 5 bits.

1670

Francesco Lana Terzi (1631-1687), físico y naturalista italiano, publica Prodromo all'Arte Maestra. En esta obra también incluye una descripción ilustrada de una cifra usando la notación musical. También propone métodos para escribir para invidentes y de cómo enseñar a los sordos a hablar.

1671

Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716), 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 una escala binaria. Esta escala, obviamente más elaborada, es utilizada hoy y es conocida como código ASCII.

Siglo XVIII

Este siglo es la época del espionaje de las Black Chambers (Cámaras Oscuras) en Europa. Viena posee una de las más eficientes, llamada de "Geheime Kabinettskanzlei". 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. En Francia era llamada de "Cabinet Noir" y existía desde 1680, formada por varios criptoanalistas contratados por el gobierno. La Black Chamber inglesa fue formada por John Wallis en 1701. Después de su muerte, en 1703, su nieto, William Blencowe, asumió su puesto y recibió el título de Decypherer. Alrededor de 1850 las Black Chambers acabaron siendo disueltas.

1738

Cristóbal Rodríguez (1677-1735) escribió la Bibliotheca Universal de la Polygraphía Española, publicada en Madrid en 1738. Esta obra es considerada como el primer estudio completo de la criptografía y de la paleografía de España. Consiste en numerosas tablas de alfabetos, de facsímiles de apuntes y de documentos escritos en forma abreviada. Rodríguez, comisario de la Inquisición en Valladolid, insertó muchas transcripciones y material explicativo.

1772

Philip Thicknesse (1719-1792) escribió La Treatise on the Art of Decyphering, and of Writing in Cypher, publicado en Londres en 1772. Su obra trata principalmente de la teoría de la escritura secreta, no entrando en detalles en las aplicaciones de métodos criptográficos. De interés especial es la extensa sección sobre el uso del alfabeto armónico, donde notas musicales representan las letras del alfabeto.

Historia Antigua

En la historia reciente, la criptología se disemina en el mundo occidental y tanto el interés cuanto la necesidad parecen ser cada vez mayores. Comienzan a surgir máquinas y dispositivos más elaborados, un gran avance en el soporte a la criptografía mecanizada. Es una época de grandes invenciones y de la aparición de los primeros sistemas de comunicación a la distancia.

1900 a.C.

La historia de la criptografía comienza en una villa egipcia cerca del río Nilo llamada Menet Khufu. Khnumhotep II era un arquitecto del faraón, él construía algunos monumentos para el faraón, los cuales necesitaban ser documentados. Estas escrituras, en pastillas de arcilla, no eran accesibles para el pueblo.El escriba de Khnumhotep II tuvo la idea de sustituir algunas palabras o tramos de texto de estas pastillas. El objetivo de esta idea era que si el documento fuera robado, el ladrón no encontrara el camino que lo llevara al tesoro y moriría de hambre, perdido en las catacumbas de la pirámide.

1500 a.C

La criptografía de la Mesopotamia sobrepasó la egipcia, llegando la un nivel bastante moderno. El primer registro del uso de la criptografía en esta región está en una fórmula para hacer esmaltes para cerámica. La pastilla que contenía la fórmula usaba símbolos especiales que podían tener varios significados diferentes.En esta época, mercaderes asirios usaban los "intaglios", que son piezas planas de piedra con símbolos entallados para su identificación.

487 a.C.

Tucídides hace referencia a las órdenes entregadas al príncipe y al general espartano Pasanius en 475 la.C. a través del que podría ser el sistema de criptografía militar más antiguo, el scytale o bastión de Licurgo. Como un dispositivo para esconder mensajes, el scytale consiste en un bastión de madera alrededor del cual se enrolla firmemente una tira de cuero o pergamino, larga y estrecha. Se escribe el mensaje en el sentido de la largura del bastión, la tira es desenrollada y contiene el mensaje cifrado

300 a.C.

El libro Artha-sastra fue escrito en la India y hace referencia a diversas cifras criptográficas. Recomienda una variedad de métodos de criptoanálisis (el proceso de quebrar códigos) para obtener informes de espionaje.

Euclides de Alejandría fue un matemático griego que vivió aproximadamente del 330 a.C. a 270 a.C. Euclides compiló y sistematizó la geometría y la teoría de los números de su época en el famoso texto Elementos, el cual influyó en la moderna criptología por ordenador.

Erastótenes de Cirene fue conocido como el creador de un método para identificar números primos, la criba de Erastótenes , y por haber calculado el diámetro de la Tierra con sorprendente precisión.

150 a.C.

Políbio, un historiador griego nacido en Megalópolis, escribió varios libros sobre el Imperio Romano. Se le atribuye una cifra de sustitución que convierte los caracteres del mensaje en cifras el código de Políbio. Infelizmente Políbio no relató cualquier utilización de su sistema.

130 a.C.

En Uruk, actualmente conocido como Irak, era común que los escribas transformaran sus nombres en números dentro del emblema de sus trabajos. La práctica, probablemente, era sólo para divertir a los lectores y no estaba relacionada con la seguridad.

50 a.C

Júlio César usó su famosa cifra de sustitución para cifrar mensajes gubernamentales. César alteró letras desviándolas en tres posiciones; La A se hacía D,la B se hacía E, etc. El código de César es el único de la antigüedad que es usado hasta hoy, a pesar de representar un retroceso en relación a la criptografía existente en la época. Actualmente se denomina cualquier cifra basada en la sustitución cíclica del alfabeto de código de César.

Conceptos Básicos

La criptología está formada por dos técnicas complementarias: criptoanálisis y criptografía.

CRIPTOGRAFÍA

Como hemos señalado en el apartado anterior, Criptografia es: Arte de escribir con clave secreta o de un modo enigmático.
Debemos añadir que es criptográfico cualquier procedimiento que permita a un emisor ocultar el contenido de un mensaje, de modo que sólo personas en posesión de determinada clave puedan leerlo.
Para encriptar se debe transformar un texto mediante un método cuya función inversa únicamente conocen las personas autorizadas. Así se puede utilizar un algoritmo secreto o un algoritmo público que utiliza una palabra, llamada clave, sólo conocida por las personas autorizadas, esta clave debe ser imprescindible para la encriptación y desencriptación. En nuestro trabajo nos centraremos únicamente en este campo. A continuación diferenciaremos algunos términos que creemos que pueden resultar útiles para el desarrollo del trabajo.

Clave

Para el Diccionario es un "Código de signos convenidos para la transmisión de mensajes secretos o privados". Existen dos tipos de claves: Clave pública y Clave privada.
· La clave pública: sirve sólo para cifrar; es decir, ocultar un mensaje mediante un procedimiento criptográfico.
· La clave privada: se utiliza para descifrar; es decir, Declarar lo que está escrito en cifra o en caracteres desconocidos, sirviéndose de clave dispuesta para ello, o sin clave, por conjeturas y reglas críticas.
Declarar es una forma anticuada de decir: "descubrir lo que está oculto".
Por ejemplo: Si A quiere que B le mande un mensaje secreto, le hace llegar su clave pública. B la usa para cifrar el texto (y, en consecuencia, nadie puede leerlo, ni siquiera el mismo B). A, cuando lo recibe, aplica su clave privada (que no conoce nadie) y lo convierte en texto claro.
Contra lo que pudiera parecer, el conocer la clave pública no da ninguna ventaja para conocer la clave privada. La historia de este procedimiento comenzó en 1976, cuando Whitfield Diffie y Martin Hellman desarrollaron el algoritmo que le sirvió de base.

Ataque

Es el intento de descifrar un criptograma. Se aplica al proceso de someter el texto enigmático a procesos que revelen lo que oculta, más que a los esfuerzos por averiguar una clave, por ejemplo interceptando mensajes que pueden revelarla.

CRIPTOANÁLISIS

Criptoanálisis (del griego kryptós, "escondido" y analýein, "desatar") es el estudio de los métodos para obtener el sentido de una información cifrada, sin acceso a la información secreta requerida para obtener este sentido normalmente. Típicamente, esto se traduce en conseguir la clave secreta. En el lenguaje no técnico, se conoce esta práctica como romper o forzar el código, aunque esta expresión tiene un significado específico dentro del argot técnico.
Aunque el objetivo ha sido siempre el mismo, los métodos y técnicas del criptoanálisis han cambiado drásticamente a través de la historia de la criptografía, adaptándose a una creciente complejidad criptográfica, que abarca desde los métodos de lápiz y papel del pasado, pasando por máquinas como Enigma -utilizada por los nazis durante la Segunda Guerra Mundial-, hasta llegar a los sistemas basados en computadoras del presente.

El criptoanálisis abarca muchas técnicas diversas, muchas veces no dependen del conocimiento del algoritmo sino que mediante sistemas de aproximación matemática se puede descubrir el texto en claro o la clave.

INTRODUCCIÓN

Desde que el hombre ha necesitado comunicarse con los demás ha tenido la necesidad de que algunos de sus mensajes sólo fueran conocidos por las personas a quien estaban dirigidos. La necesidad de poder enviar mensajes de forma que sólo fueran entendidos por los destinatarios hizo que se crearan sistemas de cifrado. Desde entonces, se empezaron a utilizar métodos criptográficos.

La palabra criptografía proviene del griego kryptos, «ocultar», y graphos, «escribir»; es decir, escritura oculta. Por tanto, podemos definirlo como el arte o ciencia de cifrar y descifrar información utilizando técnicas que hagan posible el intercambio de mensajes de manera segura.

En realidad, este término no es del todo correcto, ya que se debería hablar de criptología que engloba tanto las técnicas de cifrado, la criptografía propiamente dicha y sus técnicas complementarias. Hemos observado una evolución de las técnicas utilizadas desde Egipto, Mesopotamia... hasta nuestro tiempo.