Algoritmos de clave simétrica
- 1. Algoritmos de Clave Simétrica Christian Torres marcelo.torres@ucuenca.ec Universidad de Cuenca Facultad de Ingeniería
- 2. Objetivos • Dar a conocer AES-Rijndael y el Twofish • Implementacion en código de los mismos
- 3. Contenido • Introducción • AES • AES(Rijndael) • TwoFish • AES(Rijndael) VS Twofish • Referencias
- 4. Introducción • ¿Qué significa cifrar? • Aplicar un algoritmo de cifrado junto con una clave, a una determinada información que se quiere transmitir confidencialmente. • Dos o más usuarios, tienen una única clave secreta, esta clave será la que cifrará y descifrará la información transmitida a través del canal inseguro. La clave secreta de los dos usuarios es la MISMA
- 5. AES-(Estandar de Encriptacion Avanzada) • En 1997, el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST) decidió realizar un concurso para escoger un nuevo algoritmo de cifrado capaz de proteger información sensible durante el siglo XXI. Este algoritmo se denominó Advanced Encryption Standard (AES). • Convocatoria: • Ser de dominio público, disponible para todo el mundo. • Ser un algoritmo de cifrado simétrico y soportar bloques de, como mínimo, 128 bits. • Las claves de cifrado podrían ser de 128, 192 y 256 bits.
- 6. AES(Rijndael)-Reseña • En agosto de 1998, el NIST seleccionó cinco finalistas con base en su seguridad, eficiencia, simplicidad, flexibilidad y requerimientos de memoria. • Los finalistas y sus puntajes fueron los siguientes: • 1. Rijndael (de Joan Daemen y Vincent Rijmen, 86 votos). • 2. Serpent (de Ross Anderson, Eli Biham y Lars Knudsen, 59 votos). • 3. Twofish (de un equipo encabezado por Bruce Schneier, 31 votos). • 4. RC6 (de los Laboratorios RSA, 23 votos). • 5. MARS (de IBM, 13 votos) • En 2001 Rijndael se volvió un estándar del gobierno de Estados Unidos publicado.
- 7. AES(Rijndael)-Especificacion • Publico • Un algoritmo de clave simétrico • Puede aumentar la longitud de la clave según las necesidades, siempre y cuando el tamaño sea múltiplo de 4 bytes (128-192- 256…) • Disponible gratuitamente, bajo términos de ANSI(Instituto Nacional Americano de Estandares)
- 8. AES(Rijndael)-Vetajas Desventajas: • Ventajas: • Gran velocidad de cifrado y desifrado • No aumenta el tamaño del mensaje • Desventajas: • La seguridad depende de un secreto compartido entre el emisor y el receptor • La distribución de claves debe hacerse a travez de algún medio seguro
- 9. AES(Rijndael) - Aplicaciones • La protección de las comunicaciones digitales: Internet, TV digital, comunicaciones móviles, redes de datos. • Transferencia de documentos, comercio electrónico. • Garantiza la seguridad y protección de software. • . • Mensajería militar. • La firma digital de documentos.
- 10. AES(Rijndael)-Pseudocodigo-Inicio • 1 ) AddRoundKey — cada byte del «state» es combinado con la clave «round»; cada clave «round» se deriva de la clave de cifrado usando una iteración de la clave.
- 11. AES(Rijndael)-Pseudocodigo-Rondas • SubBytes — en este paso se realiza una sustitución no lineal donde cada byte es reemplazado con otro de acuerdo a una tabla de búsqueda.
- 12. AES(Rijndael)-Pseudocodigo-Rondas • ShiftRows — en este paso se realiza una transposición donde cada fila del «state» es rotada de manera cíclica un número determinado de veces.
- 13. AES(Rijndael)-Pseudocodigo-Rondas • MixColumns — operación de mezclado que opera en las columnas del «state», combinando los cuatro bytes en cada columna usando una transformación lineal.
- 15. AES(Rijndael)-Pseudocodigo-Final 1. SubBytes 2. ShiftRows 3. AddRoundKey
- 16. AES(Rijndael)-Codificación Paquete javax.crypto : Proporciona las clases e interfaces para operaciones criptográficas • .Cipher -> Esta clase proporciona la funcionalidad de un sistema de cifrado criptográfico para el cifrado y el descifrado. • .KeyGenerator ->Esta clase proporciona la funcionalidad de un generador de clave secreta (simétrica). • .SecretKey -> Una clave secreta (simétrica). El propósito de esta interfaz es agrupar (y proporcionar seguridad de tipo) todas las interfaces de clave secreta. • .spec -> Proporciona clases e interfaces para las especificaciones clave y especificaciones de los parámetros del algoritmo. • .SecretKeySpec -> Esta clase especifica una clave secreta de una manera independiente del proveedor.
- 17. AES(Rijndael)-Codificación • Generamos una clave de 128 bits adecuada para AES (clave mul 4 bits) • Obtiene el cifrado tipo AES, Electronic Codebook (ECB) Modos de operación para encriptación de bloques.
- 18. • Si desea cifrar un mensaje de texto que no sea múltiplo de bloques de 8 bytes, el mensaje de texto se debe rellenar con bytes adicionales para que el mensaje de texto sea múltiplos de bloques de 8 bytes.
- 19. AES(Rijndael)-Codificación • Se escribe byte a byte en hexadecimal el texto • Se inicializa el cifrado para des encriptar, con la misma clave y se des encripta
- 20. Twofish • En criptografía, Twofish es un método de criptografía simétrica con cifrado por bloques. • El tamaño de bloque en Twofish es de 128 bits y el tamaño de clave puede llegar hasta 256 bits. • Twofish llegó a la ronda final del concurso del NIST, pero no fue elegido para la estandarización. TwoFish quedó tercero, tras Rijndael y Serpent.
- 21. Twofish –Componentes del Algoritmo • A lo largo de 16 rondas, se aplica una red Feistel que consiste en sustitución mediante cajas. • Dos subfunciones especiales consistentes en una matriz Distancia de Separación Máxima (MDS) y una Transformación Pseudo Hadamart (PHT) y la mezcla con dos subclaves de ronda. • La planificación de claves se lleva a cabo mediante el uso de una matriz derivada de un código Reed-Solomon (RS).
- 22. Twofish-Redes de Feistel • Se trata de un método general para transformar cualquier función F en una permutación. • El fundamento de las redes de Feistel se basa en un mapeo, dependiente de la clave, de un string de entrada en otro de salida. • Cada vuelta ( o round ) de estas redes es llamada ciclo. En cada ciclo todos los bits del bloque han sido modificados una vez. • Twofish son 16 vueltas de una red de Feistel con una función F
- 23. Twofish-Cajas S(S-Boxes) • Twofish usa 4 S-Boxes de 8 por 8 bits, diferentes, de clave independiente. • Éstas son construidas usando 2 matrices fijas de 8 por 8 bits mediante permutaciones y parte de la clave lo que genera S-Boxes variables.
- 24. Twofish-Matrices MDS • Esta matriz es el principal mecanismo de difusión de Twofish. • La MDS garantiza que el número de bytes de entrada cambiados mas los de salida es al menos 5. En otras palabras, un cambio de solo un byte en la entrada lleva a cambiar 4 bytes de la salida, y por lo tanto un cambio de 2 bytes de entrada garantiza un cambio de 3 en la salida, etc. • Las matrices MDS son también conocidas como códigos RS (Reed- Solomon). • La estructura RS ayuda a defender contra ataques de clave relacionada difundiendo el material de clave en dirección ortogonal al flujo usado en computar los S-Boxes de 8 por 8 bits usados en Twofish
- 25. Twofish-Transformación Pseudo-Hadamard ( PHT) • Una transformación PHT es una operación de mezcla que corre rápido en software. • Dadas dos entradas a y b de 32 bits, la PHT es: • a’ = a + b mod 2^32 • b’ = a + 2b mod 2^32 • Twofish usa una PHT de 32 bits para mezclar las salidas
- 26. Twofish
- 27. AES(Rijndael) VS Twofish 1. AES es en realidad Rijndael mientras Twofish es uno de los finalista AES. 2. AES utiliza la red de sustitución-permutación mientras Twofish utiliza la red de Feistel. 3. AES se puede romper en algunas formas(Version 8 rondas), mientras que Twofish es irrompible. 4. AES implementa un menor número de rondas que Twofish
- 28. Referencias: • Descripcion a fondo de Twofish , RC6 y MARS http://materias.fi.uba.ar/6669/alumnos/1999/aes.pdf Descripcion de clases e interfaces de JCE(Java Cryptographic Extension) http://personales.upv.es/~fjmartin/cdii_web/traspas/jce.pdf “Sencilla explicación sobre AES” https://es.slideshare.net/elvisvinda/sencilla-explicacin-sobre-aes Redes de Computadoras Tanenbaum-4ta-edición https://juliorestrepo.files.wordpress.com/2010/08/redes-de- computadoras-tanenbaum-4ta-edicion-espanol.pdf
- 29. Gracias… • Cifrar Online-AES-Twofish • https://cifraronline.com/descifrar-aes • Codigos • https://github.com/marcelo1995/Encriptacion_AES_Twofish.git