Definición de cifrado: ¿Qué es el cifrado y cómo funciona?

Mayo 27 del 2024

El cifrado es la técnica fundamental utilizada para proteger la información digital convirtiéndola en un formato codificado que es ilegible para usuarios no autorizados. Este proceso garantiza que los datos confidenciales, ya sean almacenados o transmitidos, permanezcan protegidos de posibles amenazas y accesos no autorizados.

¿Qué es el cifrado?

¿Qué es el cifrado?

El cifrado es el proceso de convertir texto sin formato, que son datos legibles y comprensibles, en texto cifrado, un formato codificado que parece no tener sentido sin la información adecuada clave de descifrado. Esta transformación garantiza que sólo las personas autorizadas con la clave de descifrado correcta puedan acceder e interpretar la información original.

El cifrado emplea complejos algoritmos para codificar datos, lo que la convierte en una herramienta esencial para proteger la información confidencial contra el acceso no autorizado, el robo y la manipulación. Es una piedra angular de la seguridad digital, utilizada ampliamente en diversos ámbitos, como las comunicaciones seguras, almacenamiento de datos, transacciones en línea y protección de información personal y confidencial. Al garantizar que los datos permanezcan confidenciales e intactos durante el almacenamiento o la transmisión, el cifrado defiende la privacidad y integridad de los datos, lo que lo convierte en un componente fundamental en el panorama digital moderno.

¿Cómo funciona el cifrado?

El cifrado funciona convirtiendo datos legibles (texto sin formato) en un formato ilegible (texto cifrado) mediante algoritmos matemáticos y una clave de cifrado específica. Aquí hay una explicación detallada de cómo funciona el cifrado:

  1. Algoritmo de cifrado. Un algoritmo de cifrado es un conjunto de procedimientos matemáticos que se utilizan para transformar texto sin formato en texto cifrado. Los algoritmos comunes incluyen el Estándar de cifrado avanzado (AES), Rivest-Shamir-Adleman (RSA)y Estándar de cifrado de datos (DES). Cada algoritmo tiene su propio método para crear la salida codificada a partir de los datos de entrada.
  2. Clave de encriptación. Una clave de cifrado es un fragmento de información, a menudo una cadena de caracteres, que utiliza el algoritmo para realizar el proceso de cifrado. La clave garantiza que el texto cifrado sólo pueda ser descifrado por alguien que tenga la clave de descifrado correspondiente. La solidez del cifrado depende en gran medida de la longitud y la complejidad de la clave.
  3. Texto sin formato a texto cifrado. Cuando es necesario cifrar datos, el algoritmo de cifrado procesa el texto sin formato utilizando la clave de cifrado. Este proceso codifica los datos en texto cifrado, haciéndolos ilegibles para cualquiera que no tenga la clave de descifrado.
  4. Transmisión o almacenamiento. El texto cifrado puede transmitirse de forma segura a través de redes o almacenarse en bases de datos. Dado que es ilegible sin la clave de descifrado, incluso si es interceptada o accedida por personas no autorizadas, la información permanece protegida.
  5. Proceso de descifrado. Para acceder a los datos originales, el texto cifrado debe procesarse mediante un algoritmo de descifrado utilizando la clave de descifrado correspondiente. Esto invierte el proceso de cifrado y convierte el texto cifrado nuevamente en texto sin formato. La clave de descifrado generalmente se mantiene segura y solo se comparte con partes autorizadas.

Tipos de cifrado

El cifrado es un componente vital de data security, asegurando que la información permanezca confidencial y protegida del acceso no autorizado. Hay dos tipos principales de métodos de cifrado: cifrado simétrico y asimétrico. Cada método tiene sus características, casos de uso y ventajas únicos.

Cifrado simétrico

El cifrado simétrico, también conocido como cifrado de clave secreta o clave privada, implica el uso de la misma clave tanto para el cifrado como para el descifrado. Esta clave debe mantenerse en secreto y compartirse únicamente con partes autorizadas.

La simplicidad y eficiencia del cifrado simétrico lo hacen adecuado para cifrar grandes cantidades de datos rápidamente. Sin embargo, su principal desafío radica en compartir de forma segura la clave entre las partes involucradas. Por esta razón, el cifrado simétrico se utiliza a menudo en escenarios donde se puede garantizar el intercambio seguro de claves, como dentro de sistemas cerrados o para cifrar datos en reposo.

Los algoritmos de cifrado simétrico comunes incluyen el Estándar de cifrado avanzado (AES) y el Estándar de cifrado de datos (DES).

Cifrado asimétrico

El cifrado asimétrico, también conocido como cifrado de clave pública, utiliza un par de claves: una clave pública para el cifrado y una clave privada para el descifrado. La clave pública se puede distribuir libremente, lo que permite a cualquiera cifrar los datos destinados al propietario de la clave, mientras que la clave privada se mantiene segura y sólo el propietario la utiliza para descifrar los datos. Este método supera el problema de distribución de claves inherente al cifrado simétrico.

El cifrado asimétrico es computacionalmente más intensivo y más lento que el cifrado simétrico, lo que lo hace menos adecuado para cifrar grandes cantidades de datos. Sin embargo, destaca por asegurar los intercambios de claves y proteger datos en tránsito.  

Los algoritmos de cifrado asimétrico comunes incluyen Rivest-Shamir-Adleman (RSA) y criptografía de curva elíptica (ECC).

Algoritmos de cifrado comunes

Los algoritmos de cifrado son la columna vertebral de data security, transformando información legible en formatos codificados que protegen contra el acceso no autorizado. A continuación se ofrecen explicaciones de algunos algoritmos de cifrado comunes.

Advanced Encryption Standard (AES)

AES es un algoritmo de cifrado simétrico ampliamente considerado por su eficiencia y seguridad. Establecido por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU., AES utiliza tamaños de clave de 128, 192 o 256 los bits, haciéndolo robusto contra ataques de fuerza bruta. Su velocidad y versatilidad lo convierten en una opción popular para cifrar datos confidenciales en diversas aplicaciones, incluidas comunicaciones seguras, transacciones financieras y almacenamiento de datos.

Rivest-Shamir-Adleman (RSA)

RSA es un algoritmo de cifrado asimétrico que se basa en la dificultad matemática de factorizar números primos grandes. Utiliza un par de claves: una clave pública para cifrar y una clave privada para descifrar. RSA se utiliza ampliamente para proteger datos confidenciales transmitidos a través de Internet, como en SSL / TLS protocolos para navegación web segura, cifrado de correo electrónico y firmas digitales. A pesar de ser más lento que los algoritmos simétricos, la fortaleza de RSA radica en su capacidad para intercambiar claves y autenticar datos de forma segura.

Estándar de cifrado de datos (DES)

DES es un algoritmo de clave simétrica que alguna vez fue el estándar para el cifrado. Utiliza una clave de 56 bits, lo que lo hace relativamente rápido en términos de requisitos computacionales. Sin embargo, su longitud de clave más corta lo hace vulnerable a ataques de fuerza bruta, lo que lleva a su reemplazo gradual por algoritmos más seguros como AES. DES todavía se utiliza en algunos sistemas heredados, pero en gran medida se considera obsoleto para las necesidades de cifrado modernas.

Criptografía de curva elíptica (ECC)

ECC es un algoritmo de cifrado asimétrico que ofrece una gran seguridad con claves de menor longitud en comparación con RSA. Aprovecha las propiedades de las curvas elípticas sobre campos finitos, proporcionando seguridad con una sobrecarga computacional significativamente reducida. Debido a su eficiencia y robustez, ECC se prefiere en entornos con potencia de procesamiento limitada y ancho de banda, como móviles y Dispositivos de IoT.

Triple DES (3DES)

Triple DES es una mejora del algoritmo DES original, que aplica el cifrado DES tres veces a cada bloque de datos. Este método aumenta la longitud efectiva de la clave a 168 bits, lo que aumenta la seguridad. Si bien es más seguro que DES, 3DES es más lento y menos eficiente que algoritmos más nuevos como AES. Sigue utilizándose para determinadas aplicaciones que requieren compatibilidad con sistemas heredados y al mismo tiempo necesitan seguridad avanzada.

Ventajas y desventajas del cifrado

El cifrado es una herramienta poderosa para proteger datos, garantizar la confidencialidad y proteger las comunicaciones. Sin embargo, como toda tecnología, tiene sus ventajas y desventajas. Comprender tanto los beneficios como las limitaciones del cifrado ayuda a implementarlo de manera efectiva.

Ventajas

El cifrado ofrece numerosas ventajas que lo convierten en un componente esencial de la tecnología moderna. data security:

  • Confidencialidad. El cifrado garantiza que los datos permanezcan confidenciales al convertirlos a un formato ilegible al que solo pueden acceder personas autorizadas con la clave de descifrado correcta. Esto protege la información confidencial contra accesos no autorizados e infracciones.
  • Integridad de los datos. El cifrado ayuda a mantener la integridad de los datos al evitar modificaciones no autorizadas. Los datos cifrados se pueden comprobar en busca de alteraciones, asegurándose de que no hayan sido manipulados durante la transmisión o el almacenamiento.
  • Seguridad en tránsito. El cifrado protege los datos durante la transmisión a través de redes, protegiéndolos de interceptaciones y escuchas ilegales. Esto es crucial para salvaguardar las comunicaciones, las transacciones en línea y los intercambios de datos entre sistemas.
  • Cumplimiento de las normas. Muchas industrias están sujetas a regulaciones que exigen la protección de información confidencial. El cifrado ayuda a las organizaciones a cumplir con leyes y estándares, como RGPD, la Ley de Responsabilidad y Transferibilidad de Seguros Médicos (HIPAA, por sus siglas en inglés)y PCI DSSy evitar sanciones legales y financieras.
  • Autenticación. El cifrado se utiliza junto con firmas y certificados digitales para autenticar la identidad de usuarios y sistemas. Estos mecanismos ayudan a garantizar que las comunicaciones y los intercambios de datos sean legítimos al evitar la suplantación y el acceso no autorizado.
  • Confianza mejorada. Al implementar un cifrado sólido, las organizaciones demuestran un compromiso con la protección de los datos y la privacidad y generan confianza con los clientes y socios.
  • Protección contra violaciones de datos. El cifrado agrega una capa adicional de seguridad que protege los datos incluso si los dispositivos o sistemas físicos se ven comprometidos. Los datos cifrados permanecen inaccesibles para usuarios no autorizados, lo que reduce el impacto de violaciones de datos.

Desventajas

Estas son las desventajas del cifrado:

  • Impacto en el rendimiento. Los algoritmos de cifrado, especialmente los potentes como AES y RSA, pueden requerir un uso intensivo de computación, lo que genera tiempos de procesamiento más lentos. Esta sobrecarga de rendimiento es particularmente notable en entornos con recursos limitados, como en dispositivos móviles o IoT, donde la potencia de procesamiento y la duración de la batería son limitadas.
  • Complejidad de la gestión de claves. El cifrado eficaz depende en gran medida de la seguridad gestión de claves. Generar, distribuir, almacenar y rotar claves de cifrado puede resultar complejo y desafiante. Pobre prácticas de gestión de claves de cifrado comprometer la seguridad de los datos, lo que podría conducir a un acceso no autorizado.
  • Desafíos de recuperación de datos. Si las claves de cifrado se pierden u olvidan, los datos cifrados se vuelven inaccesibles, lo que podría provocar De pérdida de datos. A diferencia de otras medidas de seguridad, el cifrado no ofrece una manera fácil de recuperar datos sin la clave de descifrado adecuada. Por esta razón, es vital implementar una gestión sólida de claves y backup estrategias.
  • Errores de implementación. La implementación incorrecta de algoritmos de cifrado introduce vulnerabilidades. Problemas como claves débiles, uso inadecuado de algoritmos o integración defectuosa socavan la eficacia del cifrado, haciendo que los datos sean susceptibles a ataques. Garantizar una implementación correcta requiere experiencia y pruebas exhaustivas.
  • Cumplimiento y cuestiones legales. Mientras que el cifrado mejora data security, también puede crear un conflicto potencial entre la privacidad y los requisitos regulatorios. Los datos cifrados pueden obstaculizar las investigaciones legales y las auditorías de cumplimiento si se implementan mecanismos de acceso adecuados o backdoors no están en su lugar.
  • Preocupaciones de usabilidad. El cifrado complica el acceso a datos y los procesos de intercambio. Los usuarios deben gestionar las claves de cifrado y comprender los mecanismos de cifrado, lo que puede resultar engorroso y provocar errores en el usuario o resistencia a la adopción. Equilibrar la seguridad con la usabilidad es crucial para garantizar una implementación efectiva.

Anastasia
Spasojevic
Anastazija es una escritora de contenido experimentada con conocimiento y pasión por cloud informática, tecnología de la información y seguridad en línea. En phoenixNAP, se centra en responder preguntas candentes sobre cómo garantizar la solidez y seguridad de los datos para todos los participantes en el panorama digital.