Protocolo criptográfico

Qué es un protocolo criptográfico en palabras sencillas

Un protocolo criptográfico es un conjunto de reglas y procedimientos que aplican algoritmos criptográficos para el intercambio seguro de datos entre las partes. En términos simples, es el «idioma» en el que los ordenadores se ponen de acuerdo sobre cómo cifrar la información, verificarse mutuamente y asegurarse de que los datos no han sido falsificados.

Imagine que usted y su amigo intercambian cartas secretas. Acuerdan usar una cifra especial, cambiar la clave cada vez y comprobar el sello del sobre. Eso es el protocolo: un conjunto de reglas que hace segura la correspondencia. En el mundo digital, este papel lo desempeñan los protocolos criptográficos.

Los protocolos criptográficos están en la base de toda la seguridad digital moderna: sin ellos serían imposibles la banca electrónica, el comercio electrónico, el correo seguro, la VPN e incluso la navegación corriente por los sitios web vía HTTPS. Cada vez que ve el «candado» en la barra de direcciones del navegador, significa que su ordenador emplea el protocolo criptográfico TLS para el intercambio seguro con el sitio. Lea sobre cómo funciona el cifrado en el artículo Cifrado de datos.

Tareas principales de los protocolos criptográficos

Los protocolos criptográficos resuelven cuatro tareas esenciales que garantizan la seguridad de la interacción digital:

• Autenticación: confirmación de la autenticidad de los participantes en la interacción. El sistema verifica que usted es realmente quien dice ser; esto previene los ataques de «intermediario» (MITM) y la falsificación de la identidad.
• Confidencialidad: protección de los datos frente a la interceptación y a la lectura no autorizada. Solo el destinatario puede leer el mensaje gracias al cifrado; aunque el atacante intercepte los datos, no podrá entenderlos.
• Integridad: garantía de que la información no ha sido modificada durante la transmisión. Si los datos fueron sustituidos, el destinatario lo advertirá gracias a las sumas de control (hashes) y a la firma digital.
• No repudio (autoría): la imposibilidad de que el remitente niegue haber enviado el mensaje. Se logra mediante la firma electrónica que vincula el mensaje a un remitente concreto.

Protocolos criptográficos populares

En el mundo digital moderno se usan muchos protocolos criptográficos, cada uno de los cuales resuelve sus tareas de seguridad:

• TLS/SSL (Transport Layer Security / Secure Sockets Layer): se utiliza para la transmisión segura de datos por internet. Son los mismos «candados» en la barra del navegador que garantizan la seguridad HTTPS. TLS protege los sitios web, servidores de correo, mensajeros y aplicaciones móviles. La versión actual es TLS 1.3 (2018), bastante más rápida y segura que las anteriores.
• SSH (Secure Shell): sirve para la administración remota segura de los servidores y los intercambios de archivos. Popular entre los administradores de sistemas para gestionar servidores Linux; sustituye a los protocolos inseguros Telnet y FTP.
• IPsec (Internet Protocol Security): protocolo de protección del tráfico de red a nivel de red. Con frecuencia se aplica en las VPN corporativas para proteger todo el tráfico entre oficinas o empleados remotos.
• PGP/GPG (Pretty Good Privacy / GNU Privacy Guard): sirven para cifrar el correo electrónico y los archivos y velar por la confidencialidad de la correspondencia. Muy usados por periodistas, activistas y especialistas en seguridad.
• Kerberos: protocolo de autenticación en las redes corporativas (sobre todo Windows Active Directory) que proporciona el inicio de sesión único (SSO).

Lea sobre la seguridad de las conexiones de red en el artículo VPN.

Cómo funciona un protocolo criptográfico

Un protocolo criptográfico típico consta de una cadena de pasos (rondas o handshakes) para establecer una conexión segura:

• Paso 1. Establecimiento de la conexión: las partes acuerdan la versión del protocolo y los algoritmos de cifrado (por ejemplo, AES-256 para la cifra y RSA para el intercambio de claves).
• Paso 2. Autenticación: las partes se verifican entre sí con certificados (en TLS) o con claves (en SSH). Los certificados se verifican mediante las autoridades de certificación (CA).
• Paso 3. Intercambio de claves: las partes acuerdan la clave secreta para el cifrado. En TLS se usa el algoritmo Diffie-Hellman, que permite intercambiar las claves con seguridad incluso por un canal abierto.
• Paso 4. Transmisión segura de los datos: todos los datos se cifran y se envían con la verificación de integridad: cada paquete lleva una suma de control (hash) para detectar la sustitución.
• Paso 5. Cierre de la conexión: la sesión se cierra y las claves se eliminan, lo que evita su uso posterior indebido.

Lea sobre la pareja de claves en el artículo Pareja de claves.

Amenazas principales a los protocolos criptográficos

A pesar de la gran fiabilidad, existen amenazas que es importante considerar:

• Ataque de intermediario (MITM): el atacante intercepta y modifica los mensajes entre las partes, haciéndose pasar por cada una. Protección: uso de certificados y de verificación de su autenticidad.
• Criptoanálisis: ruptura del algoritmo de cifrado por métodos matemáticos: por ejemplo, con una clave demasiado corta (menos de 128 bits) el algoritmo se puede romper por fuerza bruta. Por eso se recomiendan AES-256, RSA-2048 y superiores.
• Ataque de implementación: aprovechamiento de los errores en el código del protocolo (por ejemplo, la vulnerabilidad Heartbleed en OpenSSL). Por eso hay que actualizar el software periódicamente.
• Ingeniería social: engaño a los usuarios para obtener claves, certificados o contraseñas. Protección: formación del personal y autenticación multifactor.
• Ataque por canales laterales: aprovechamiento de los efectos secundarios del algoritmo (tiempo de ejecución, consumo eléctrico, radiación electromagnética).

Lea sobre la protección frente a las amenazas en el artículo Seguridad de la información.