Cifrado simétrico vs asimétrico con Gate.io

Cifrado simétrico vs asimétrico con Gate.io
La protección de datos criptográficos es un campo importante que se está volviendo cada vez más relevante. El rápido desarrollo de la tecnología blockchain basada en la criptografía ha ampliado aún más el alcance de la aplicación del cifrado. Sin embargo, algunas personas todavía discuten sobre si el cifrado simétrico o asimétrico es mejor. Este artículo le dirá qué es el cifrado simétrico y asimétrico, analizará sus características y examinará sus diferencias, fortalezas y debilidades.


¿Qué es la criptografía de clave simétrica y asimétrica?

El cifrado, o criptografía, es una transformación reversible de información destinada a ocultarla de personas no autorizadas al mismo tiempo que proporciona acceso a usuarios autorizados. El cifrado proporciona 3 componentes de seguridad de la información:
  1. Confidencialidad. El cifrado oculta información a usuarios no autorizados durante la transmisión o el almacenamiento.
  2. Integridad. El cifrado se utiliza para evitar que la información se modifique cuando se transmite o almacena.
  3. Identificabilidad. El cifrado ayuda a autenticar la fuente de información y evita que el remitente de la información niegue que, de hecho, fue el remitente de los datos.
El cifrado utiliza claves y algoritmos matemáticos. Un algoritmo es un conjunto de operaciones matemáticas necesarias para realizar un proceso de cifrado específico, mientras que las claves son cadenas de texto y dígitos que se utilizan para cifrar y descifrar datos.

Hay dos tipos principales de cifrado, simétrico y asimétrico, que se distinguen por el tipo de claves que se utilizan para el cifrado y el descifrado.


¿Qué es el cifrado simétrico?

El cifrado simétrico es el método de cifrado más antiguo conocido por la humanidad. Durante casi toda la historia de la criptografía, que se remonta a unos 4.000 años, fue el único método de cifrado de información.


Definición de cifrado simétrico

El cifrado simétrico, también llamado cifrado de clave privada, es cuando el remitente y el destinatario cifran y descifran los datos utilizando la misma clave secreta. Esto significa que la clave debe pasarse de forma segura para que solo el destinatario pueda acceder a ella.


¿Cómo funciona el cifrado simétrico?

Así es como funciona el proceso de protección de la información mediante cifrado simétrico:
  1. El remitente (o destinatario) elige un algoritmo de cifrado, genera una clave, informa al destinatario (o remitente, según sea el caso) del algoritmo seleccionado y envía la clave a través de un canal de comunicación seguro.
  2. El remitente cifra el mensaje con la clave y envía el mensaje cifrado al destinatario.
  3. El destinatario recibe el mensaje cifrado y lo descifra con la misma clave.
Cifrado simétrico vs asimétrico con Gate.io

Tipos de criptografía de clave simétrica

Hay dos tipos principales de cifrados simétricos: bloque y flujo.

En el cifrado de bloques, la información se divide en bloques de longitud fija (por ejemplo, 64 o 128 bits). A continuación, estos bloques se cifran uno por uno. La clave se aplica a cada bloque en un orden prescrito. Eso generalmente implica varios ciclos de mezcla y sustitución. El cifrado en bloque es un componente importante de muchos protocolos criptográficos y se usa ampliamente para proteger los datos transmitidos a través de una red.

Cada carácter original se convierte en uno cifrado en un cifrado de flujo, según la clave utilizada y su ubicación en el texto original. Los cifrados de flujo tienen una velocidad de cifrado más alta que los cifrados de bloque, pero también tienden a tener más vulnerabilidades.


Algoritmos de criptografía de clave simétrica

Hay bastantes cifrados simétricos. Éstos son algunos de los ejemplos más famosos.

Cifras de bloque:
  • DES (Estándar de cifrado de datos) es un algoritmo de cifrado desarrollado por IBM y aprobado por el gobierno de EE. UU. En 1977 como estándar oficial. El tamaño de bloque para DES es de 64 bits. Actualmente se considera obsoleto y sin uso.
  • 3DES (Triple DES) fue creado en 1978 basado en el algoritmo DES para eliminar el principal inconveniente de este último: la pequeña longitud de la clave (56 bits), que puede ser descifrada por la fuerza bruta. La velocidad de 3DES es tres veces más lenta que la de DES, pero la seguridad criptográfica es mucho mayor. El algoritmo 3DES se basa en DES, por lo que es posible utilizar programas creados para DES para implementarlo. Todavía se usa, particularmente en la industria de pagos electrónicos, pero está siendo reemplazado gradualmente por algoritmos más nuevos.
  • AES (Estándar de cifrado avanzado). Este algoritmo de cifrado con un tamaño de bloque de 128 bits y una clave de 128/192/256 bits se desarrolló en 2001 como reemplazo de DES. Actualmente se considera uno de los cifrados simétricos más eficientes y seguros y, por lo tanto, se utiliza ampliamente.
  • IDEA (International DATA Encryption Algorithm) es un algoritmo desarrollado en 1991 por la empresa suiza Ascom. Utiliza una clave de 128 bits y un tamaño de bloque de 64 bits. Aunque ahora también se considera obsoleto, todavía está en uso.

Cifras de flujo:
  • RC4 (Rivest cypher 4) fue un algoritmo desarrollado en 1987 por la empresa estadounidense RSA Security. Se hizo popular debido a la simplicidad de su implementación de hardware y software y su alta velocidad de algoritmo. Actualmente se considera obsoleto y no es lo suficientemente seguro, pero todavía está en uso.
  • SEAL (Algoritmo de cifrado optimizado por software) fue desarrollado en 1993 por IBM. El algoritmo está optimizado y recomendado para procesadores de 32 bits. Es uno de los cifrados más rápidos y se considera muy seguro.


Las fortalezas y debilidades de la criptografía de clave simétrica

La ventaja más notable del cifrado simétrico es su simplicidad, ya que utiliza una única clave tanto para el cifrado como para el descifrado. Como tal, los algoritmos de cifrado simétrico son significativamente más rápidos que los asimétricos y requieren menos potencia de procesamiento.

Al mismo tiempo, el hecho de que se utilice la misma clave para el cifrado y el descifrado es la principal vulnerabilidad de los sistemas de cifrado simétrico. La necesidad de transferir la clave a la otra parte es una vulnerabilidad de seguridad porque, si cae en las manos equivocadas, la información se descifrará. En consecuencia, se debe prestar especial atención a las posibles formas de interceptar la clave y mejorar la seguridad de la transmisión.


¿Qué es el cifrado asimétrico?

El cifrado asimétrico es un sistema criptográfico relativamente nuevo que surgió en la década de 1970. Su principal objetivo es corregir la vulnerabilidad del cifrado simétrico, es decir, el uso de una única clave.


Definición de cifrado asimétrico

El cifrado asimétrico, también llamado cifrado de clave pública, es un sistema criptográfico que utiliza dos claves. La clave pública se puede transmitir a través de un canal no seguro y se utiliza para cifrar el mensaje. Se utiliza una clave privada conocida solo por el destinatario para descifrar el mensaje.

El par de claves están relacionadas matemáticamente entre sí, por lo que puede calcular la clave pública conociendo la privada, pero no al revés.

¿Cómo funciona el cifrado asimétrico?

Así es como funciona el cifrado asimétrico:
  1. El destinatario elige un algoritmo de cifrado y genera un par de claves pública y privada.
  2. El destinatario transmite la clave pública al remitente.
  3. El remitente encripta el mensaje usando la clave pública y envía el mensaje encriptado al destinatario.
  4. El destinatario recibe el mensaje cifrado y lo descifra utilizando su clave privada.
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Algoritmos de criptografía de clave asimétrica

Entre los ejemplos de algoritmos de cifrado asimétrico conocidos se incluyen:
  • RSA (Rivest Shamir Adleman), el algoritmo de cifrado asimétrico más antiguo, se publicó en 1977 y recibió el nombre de sus creadores, los científicos estadounidenses del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) Ron Rivest, Adi Shamir y Leonard Adleman. Este es un algoritmo relativamente lento que se utiliza a menudo en sistemas de cifrado híbridos en combinación con algoritmos simétricos.
  • DSA (Algoritmo de firma digital) fue creado en 1991 por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) en los Estados Unidos. Se utiliza para la autenticación de firmas digitales. En este algoritmo se crea una firma electrónica con una clave privada, pero se puede verificar con una clave pública. Esto significa que solo el propietario de la firma puede crear la firma, pero cualquiera puede verificar su autenticidad.
  • ECDSA (algoritmo de firma digital de curva elíptica) es un algoritmo de clave pública para crear una firma digital. Esta es una variante de DSA que utiliza criptografía de curva elíptica. ECDSA se utiliza en la red Bitcoin para firmar transacciones.
  • Diffie-Hellman fue publicado en 1976 por los criptógrafos estadounidenses Whitfield Diffie y Martin Hellman. Es un protocolo criptográfico que permite a dos o más partes obtener una clave privada compartida utilizando un canal de comunicación no seguro. La clave se utiliza para cifrar el resto del intercambio mediante algoritmos de cifrado simétrico. El esquema de distribución de claves a través de canales seguros propuesto por Diffie y Hellman fue un avance importante en criptografía, ya que eliminó el principal problema de la criptografía clásica, la distribución de claves.


Las fortalezas y debilidades de la criptografía de clave asimétrica

El beneficio más obvio de este tipo de cifrado es su seguridad, ya que la clave privada no necesita pasarse a nadie. Por supuesto, esto simplifica enormemente la administración de claves en redes más grandes.

Sin embargo, este método de cifrado también tiene inconvenientes. La mayor complejidad, menor velocidad y mayor demanda de recursos computacionales es un ejemplo. Además, a pesar de la alta seguridad del cifrado asimétrico, sigue siendo vulnerable a un ataque man-in-the-middle (MITM), en el que un atacante intercepta la clave pública enviada por el destinatario al remitente. Luego, el atacante crea su propio par de claves y se hace pasar por el destinatario enviando una clave pública falsa al remitente que el remitente cree que es la clave pública enviada por el destinatario. El atacante intercepta los mensajes cifrados del remitente al destinatario, los descifra con su clave privada, los vuelve a cifrar con la clave pública del destinatario y envía el mensaje al destinatario. De este modo,ninguno de los participantes se da cuenta de que un tercero está interceptando el mensaje o reemplazándolo por uno falso. Esto destaca la necesidad de autenticación de clave pública.
Cifrado simétrico vs asimétrico con Gate.io


Cifrado híbrido

El cifrado híbrido no es un método de cifrado propio como lo son el cifrado simétrico y asimétrico. En cambio, es una combinación de ambos métodos. Estos sistemas de cifrado utilizan primero algoritmos de clave asimétrica para autenticar y transmitir una clave simétrica. Después de eso, la clave simétrica se usa para cifrar una gran cantidad de datos rápidamente. Este tipo de sistema de cifrado se utiliza especialmente en certificados SSL / TLS.

La diferencia entre cifrado simétrico y asimétrico

La principal diferencia entre el cifrado simétrico y asimétrico es el uso de una sola clave frente a un par de claves. Las otras diferencias entre estos métodos son meras consecuencias de esta diferencia principal.


Comparación de criptografía de clave simétrica y asimétrica

Una comparación de la criptografía de clave simétrica y asimétrica

Cifrado simétrico

Cifrado asimétrico

Se utiliza una clave para cifrar y descifrar datos.

Se utiliza un par de claves para el cifrado y el descifrado: las claves pública y privada.

Un método de encriptación más simple ya que solo se usa una clave.

Dado que se utiliza un par de claves, el proceso es más complicado.

Proporciona un rendimiento más rápido y requiere menos potencia de procesamiento.

Es más lento y requiere más potencia de procesamiento.

Se utilizan claves más cortas (128-256 bits) para cifrar datos.

Se utilizan claves de cifrado más largas (1024-4096 bits).

Alta complejidad de la gestión de claves.

Baja complejidad de la gestión de claves.

Se utiliza para cifrar grandes cantidades de datos.

Se utiliza para cifrar pequeñas cantidades de datos y proporcionar autenticación.


¿Qué es mejor: cifrado asimétrico o simétrico?

La respuesta a la pregunta depende del problema específico que debe resolverse mediante cifrado.

Los algoritmos simétricos son buenos para transferir grandes cantidades de datos cifrados. Además, para organizar un intercambio de datos bidireccional utilizando un algoritmo asimétrico, ambas partes deben conocer las claves pública y privada, o debe haber dos pares de claves. Además, las características estructurales de los algoritmos simétricos hacen que sea mucho más fácil modificarlos que los asimétricos.

Los algoritmos asimétricos, por otro lado, son significativamente más lentos. Sin embargo, mejoran la seguridad de los datos al eliminar la posibilidad de que un atacante intercepte la clave privada. A pesar de esto, sigue siendo vulnerable a los ataques de intermediarios.

Como puede ver, las áreas de aplicación para el cifrado simétrico y asimétrico son diferentes, por lo que siempre debe correlacionar la tarea en cuestión con el algoritmo de cifrado al elegir uno.
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