Clau privada

Col·laboració de Sandra Reina per al capítol Xifrar missatges

Mentre que en el cas de les claus públiques, emissor i receptor no han de compartir la clau, en el de les claus privades és bàsic aquest fet.

Pel que fa a aquests sistemes, els clàssics o de clau privada, entre els que trobem el sistema de Juli Cèsar o el Vigenère, el poden dividir alhora en dos grans subgèneres: els del mètode de xifratge de flux, i els de xifratges de bloc.

Ambdós mètodes tenen una gran quantitat d’aplicacions en la nostra vida quotidiana. Per exemple, el mètode de xifratge de flux el podem veure a la telefonia mòbil (a les aplicacions de tecnologia GSM) o la televisió de pagament; mentre que el xifratge de bloc està present sempre que fem una operació bancària en un caixer automàtic, també a les dades numèriques de les nostres targetes de crèdit o quan mirem el saldo del nostre compte bancari. Les entitats bancàries xifren aquesta informació, per a la nostra seguretat, mitjançant aquest mètode.

Però, com funcionen?

Els xifratges de flux són aquells que intenten obtenir una clau infinita i aleatòria i, per tant, quasi perfecte, a la qual se li va sumant una xifra amb el text original, caràcter a caràcter. Les converses telefòniques o les imatges del televisor, és a dir, els missatges, es covnerteixen en una seqüència de zeros i uns, com en el cas dels ordinadors que codifiquen textos amb ASCII. En aquesta freqüència se li va sumant, d’un en un, els bits de transmissió amb una clar que serà tant llarga com el propi text que es vol ocultar. Aquesta clau també estarà formada a partir de zeros i uns. La suma que s’ha d’anar fent per codificar el text seguirà aquestes normes:
0 + 0 = 0, 0 + 1 = 1, 1 +1 = 0. Per exemple, si al text 0011101 li superposem la clau 0100011, obtindrem 0111110. El procés per desxifrar és exactament el mateix: cal tornar a superposar la mateixa clau al text xifrat, i sumar.

Com es pot observar, el procés és reversible. La clau secreta que han de compartir emissor i receptor és, doncs, el trio de números que intervenen en una complexa funció que utilitzaran les màquines per desxifrar. En el cas de la telefonia, per exemple, tant l’empresa de serveis, com el nostre aparell en tindran una còpia interna de la clau que, tot just quan comença el procés de transmissió que cal xifrar, han de consensuar el primer número de la sèrie numèrica. A aquest número se li anomena llavor.

A aquests xifratges en els que se superposen i se sumen lletra a lletra una clau aleatòria, tant llarga com el missatge, se li anomenen llibretes d’un sol ús (pel fet que la clau no es pot ni s’ha de repetir en cap cas en dues comunicacions diferents), i tenen molt a veure amb el que s’anomena la màquina del secret perfecte i amb Glibert S. Vernam.

Vernam, creador dels xifratges homònims, va ser un treballador dels laboratoris AT&T i un visionari del món de la criptologia, ja que es va avançar als seus temps creant els primers sistemes per a la criptologia considerats completament segurs (d’aquí el nom de les màquines del secret perfecte).

De fet, ja a la Segona Guerra Mundial, espies de diferents nacionalitats i bàndols van utilitzar el sistema de xifratge de Vernam. Aquests espies disposaven d’una llibreta amb una interminable seqüència de nombres, col·locats de manera totalment aleatòria, que sumaven, lletra a lletra, amb els seus missatges. El famós telèfon roig que connectava directament amb els despatxos del president dels EEUU i l’URSS durant la Guerra Freda també estaven protegits amb un xifratge de Vernam. I, el més curiós, mai s’ha aconseguit saber, ni a hores d’ara, com s’havien obtingut les llistes numèriques que construïen la clau per desxifrar les seves transmissions.

En el cas del xifratge de bloc, cal destacar aplicacions com les que trobem a l’entorn de Windows, que demanen clau de pas per introduir-te en el sistema i, d’aquesta manera, frenar o classificar els diferents usuaris. La paraula de pas que tria cada persona, queda emmagatzemada en un arxiu del sistema i resta xifrada amb aquest mètode.

Consisteix, doncs, en tenir una clau que estigui constituïda mitjançant una cadena finita de bits, els quals tenen el valor de 0 o de 1. Com més llarga sigui la clau, més segur serà el mètode. El primer xifratge de bloc que es va imposar com a estàndard, el DES (Data Encryption Standard), treballava amb claus de longitud 64; però avui en dia, ja es considera antiquat, perquè han aparescut mètodes de xifratge de bloc més moderns i eficaços, com és el cas de l’IDEA (International Data Encryption Algorithm), inventat per Lai i Massey l’any 1990, que utilitza claus de 128 bits; o l’AES (Advanced Encryption Standard), que treballa amb claus de fins a 256 bits.

Però si analitzem el mètode i el seu funcionament, ens adonarem que en realitat no es tracta de res més que d’una taula de canvi d’alfabets. Per tant, no és recomanable a l’hora de protegir textos amb una gran quantitat d’informació, ja que es tracta d’un sistema clàssic de substitució i, conseqüentment, té certes limitacions en seguretat. Per això hi ha una gran nombre de hackers a Internet que troben molt fàcil poder entrar en els sistemes operatius i modificar dades.

Col·laboració de Sandra Reina per al capítol Xifrar missatges