Criptografía: simétrica, asimétrica, hashes y firmas digitales
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FAACCapítulo 7

Fundamentos y Arquitectura de APIs Corporativas

Criptografía: simétrica, asimétrica, hashes y firmas digitales

Criptografía simétrica y asimétrica, hashes, firmas digitales, gestión de claves y aplicaciones en APIs

Edición en profundidad — material de estudio y consulta profesional

Núcleo criptográfico que protege claves, firmas, hashes y llamadas de APIs
Mapa de las principales primitivas criptográficas y los objetivos que cumple cada una
Figura 7.1 - Mapa de las principales primitivas criptográficas.

Este capítulo presenta los fundamentos matemáticos y operativos de la criptografía moderna y conecta cada primitiva con el uso del mundo real en , , , firmas de mensajes, almacenes de claves y . El objetivo es permitir al lector reconocer el papel de cada algoritmo, sus parámetros críticos y los riesgos de una composición incorrecta.

Objetivos del capítulo

  • Distinguir confidencialidad, integridad, autenticidad, autorización y no repudio, evitando atribuir a un algoritmo propiedades que no proporciona.
  • Comprenda las diferencias entre cifrado simétrico y asimétrico, así como por qué los sistemas modernos combinan ambos en esquemas híbridos.
  • Comprenda , modos de funcionamiento, cifrados de flujo, , , , etiquetas y los efectos de la reutilización de parámetros.
  • Comprenda las funciones , , , almacenamiento de contraseñas y la diferencia entre simple y derivación resistente a ataques de contraseñas.
  • Comprenda , criptografía de curva elíptica, intercambio de claves, encapsulación de claves y firmas digitales.
  • Relacione primitivas criptográficas con , , , , , , Open Finance, , , Axway y Azure Management.
  • Cree un proceso de para fallas de firma, descifrado, integridad, cifrado y acceso a claves.
  • Conozca los estándares poscuánticos 203, 204 y 205 y comprenda por qué la y el inventario son requisitos arquitectónicos.

Cómo estudiar este capítulo

La criptografía a menudo parece un conjunto de acrónimos aislados: , , , , , EdDSA, GCM, OAEP y PSS. El aprendizaje mejora cuando estas siglas se organizan por objetivo. Primero identifique el servicio deseado: cifrado, verificación de integridad, autenticación de un mensaje, establecimiento de una clave o firma. Luego elija la primitiva, el esquema y los parámetros apropiados. Finalmente, examine el ciclo de vida clave y el contexto del protocolo.

La atención se centrará no en demostrar todas las pruebas matemáticas, sino en proporcionar suficiente profundidad a la arquitectura y el funcionamiento. El lector debe terminar el capítulo sabiendo por qué usar -GCM es diferente de usar -ECB, por qué una función no cifra datos, por qué no es equivalente a una firma digital, por qué no debería cifrar grandes cargas útiles directamente y por qué el mayor riesgo suele estar en la gestión de claves, no en el algoritmo.

Regla editorial para diagramas Para evitar texto roto, los diagramas de este capítulo utilizan sólo etiquetas cortas. Las explicaciones contextuales y técnicas se encuentran en el cuerpo del texto, donde el flujo puede crecer de forma natural entre las páginas. Los cuadros resaltados del documento son tablas de altura automáticas, sin dimensiones fijas.

¿Qué resuelve la criptografía?

La criptografía es un conjunto de técnicas para proteger la información contra adversarios. En los sistemas digitales, puede evitar que personas no autorizadas lean los datos, detectar cambios, autenticar quién produjo un mensaje, establecer secretos entre partes que nunca han compartido una clave y producir evidencia técnica de autoría. Estos objetivos aparecen en protocolos de red, almacenamiento, identidad, pagos, y dispositivos.

Un error común es tratar el cifrado como sinónimo de cifrado. El cifrado es sólo una de las funciones posibles. Una firma digital, por ejemplo, normalmente no oculta el contenido; le permite verificar la integridad y autenticidad. Una función tampoco oculta el contenido de forma reversible; produce un resumen de longitud fija. Una autentica un mensaje entre participantes que comparten un secreto. La arquitectura segura surge de la correcta composición de estos primitivos.

En el contexto de las , el cifrado protege múltiples fronteras. asegura el canal. protege la integridad de y mensajes. puede proporcionar confidencialidad de objetos. se utiliza en firmas de y autenticación de solicitudes. Los certificados y claves privadas admiten , y firmas. y reducen la exposición clave. Cada mecanismo responde a una amenaza diferente.

La elección criptográfica es también una decisión operativa. Los clientes, , bibliotecas, dispositivos y deben admitir algoritmos y tamaños de clave. Las claves deben generarse, distribuirse, rotarse, auditarse y descartarse. Una implementación puede utilizar un algoritmo robusto y aún así ser insegura debido a repetidos, aleatoriedad débil, claves compartidas por muchos sistemas o registros que revelan material confidencial.

Objetivos de seguridad y límites de las primitivas.

Confidencialidad significa impedir que terceros comprendan el contenido protegido. Integridad significa detectar cambios. La autenticidad relaciona el mensaje con una identidad o poseedor de una clave. La criptografía no proporciona automáticamente la disponibilidad, autorización y validación de las reglas comerciales. Un punto final puede utilizar potente y aun así permitir un funcionamiento incorrecto debido a un error de autorización.

El término no repudio debe usarse con precaución. Una firma digital puede crear evidencia técnica verificable por terceros, porque la clave pública es diferente de la privada. Sin embargo, la conclusión legal de que una persona no puede negar una acción depende de la identidad, la custodia de claves, la auditoría, la política, el dispositivo, el proceso de emisión y el contexto legal. Las matemáticas son parte del sistema probatorio, no el sistema completo.

Otro límite es que el cifrado protege los datos en estados y fronteras específicos. El cifrado en tránsito no protege automáticamente los datos después de que la aplicación los descifra. El cifrado en reposo puede proteger los discos robados, pero no impide que un proceso autorizado y comprometido lea los datos. Las firmas detectan cambios, pero no garantizan que el contenido firmado sea verdadero o esté permitido.

Los arquitectos deben formular la amenaza antes de elegir lo primitivo. ¿Quién es el oponente? ¿Observa la red, altera mensajes, compromete un servidor, roba una copia de seguridad, controla un cliente o tiene acceso administrativo? ¿Qué información debe permanecer en secreto y por cuánto tiempo? ¿Quién debe verificar la autenticidad? Estas respuestas determinan el algoritmo, la clave, el protocolo, el aislamiento y la gobernanza.

Vocabulario esencial: claves, , , salts y tags.

El texto claro es la información antes del cifrado. y resultado producido por el algoritmo. La clave es un valor secreto o parcialmente público que controla la transformación. El algoritmo puede ser conocido por todos; la seguridad debe depender de la clave. Esta idea está asociada con el principio de Kerckhoffs: los sistemas deben permanecer seguros incluso si el adversario conoce el proyecto, excepto el secreto criptográfico.

significa número usado una vez. En muchos esquemas, no es necesario que sea secreto, pero sí debe cumplir con una regla de unicidad o imprevisibilidad. En -GCM, reutilizar el mismo con la misma clave puede comprometer la confidencialidad y la integridad. , vector de inicialización, es un parámetro utilizado por los modos de operación; sus requisitos varían. Tratar cada vía intravenosa como "cualquier número aleatorio" es peligroso.

es un valor asociado principalmente con la derivación de claves y el almacenamiento de contraseñas. Normalmente no es secreto. Su función es garantizar que entradas iguales produzcan resultados diferentes y dificultar las tablas precalculadas. no reemplaza el costo computacional. Para las contraseñas es necesario utilizar una función de derivación adecuada, con parámetros de memoria y tiempo ajustados al entorno.

La de autenticación es el valor que permite verificar la integridad y autenticidad en un esquema o . La aplicación debe rechazar el mensaje si falla la verificación de la , sin publicar texto claro parcial. Reducir etiquetas excesivamente, comparar etiquetas de una manera que sea vulnerable al tiempo o continuar el procesamiento después de una falla de autenticación destruye las propiedades que el algoritmo debería proporcionar.

Aleatoriedad, entropía y generación de claves.

Las claves, los , las sales, los desafíos y los valores temporales dependen de una aleatoriedad adecuada. Un generador común utilizado para simulaciones o interfaces no es necesariamente seguro para el cifrado. Los generadores criptográficamente seguros combinan fuentes de entropía con mecanismos deterministas diseñados para producir secuencias impredecibles. trata fuentes de entropía y en la familia SP 800-90.

La entropía describe la incertidumbre. Una clave de 256 bits no tiene 256 bits de seguridad si fue elegida de una lista corta, una marca de tiempo o un identificador predecible. El tamaño de campo nominal no corrige un origen débil. Las claves deben ser generadas por bibliotecas criptográficas, sistemas operativos, o confiables, evitando implementaciones caseras.

Los fallos de aleatoriedad pueden ser silenciosos. Dos dispositivos inicializados en el mismo estado pueden generar claves repetidas. Un contenedor clonado en un momento inadecuado puede reproducir secuencias. Un contador reiniciado puede repetir . Una biblioteca puede caer en una fuente débil cuando falla la fuente principal. Por tanto, los módulos criptográficos necesitan inicialización, pruebas de estado, aislamiento y observabilidad.

En las , la aleatoriedad aparece en las sesiones , la generación de claves, los opacos, la correlación y las protecciones de reproducción. La puerta de enlace no debe utilizar identificadores predecibles como secretos. Las claves generadas externamente deben importarse con controles de acceso, y lo ideal es que las claves generadas en el nunca abandonen el límite criptográfico en texto claro.

Criptografía simétrica

Comparación entre cifrado simétrico y asimétrico en sistemas reales
Figura 7.2 - Comparación entre cifrado simétrico y asimétrico.

En el cifrado simétrico, las partes utilizan la misma clave secreta, o claves directamente relacionadas, para cifrar y descifrar. La principal ventaja es el rendimiento: los algoritmos simétricos procesan grandes volúmenes con un coste relativo bajo. Por lo tanto, los datos, archivos, discos y copias de seguridad de las aplicaciones normalmente están protegidos mediante cifrados simétricos.

El desafío es distribuir la clave. Si dos partes necesitan compartir un secreto, ¿cómo llega ese secreto a ambas partes sin ser interceptado? Los sistemas modernos resuelven esto con claves asimétricas, , canales preseguros, o procesos de aprovisionamiento. Una vez que se establece una clave de sesión, el cifrado simétrico protege el flujo de datos.

Las claves simétricas requieren separación de propósitos. No se debe reutilizar la misma clave indiscriminadamente para cifrado, , entornos, clientes y protocolos. Los le permiten derivar claves distintas de un secreto maestro y un contexto. Esta separación reduce el impacto de las fallas y evita interacciones inesperadas entre esquemas.

El cifrado simétrico tampoco proporciona autenticidad automáticamente. Un modo de solo cifrado puede permitir cambios controlados en el . Por lo tanto, las arquitecturas modernas prefieren , que combina confidencialidad y autenticación, o una composición formalmente segura de cifrado y .

Cifrados de bloque, cifrados de flujo y

Transformaciones conceptuales realizadas durante una ronda AES
Figura 7.3 - Vista conceptual de una ronda .

Un cifrado de bloques transforma bloques de tamaño fijo. , estandarizado en 197, funciona con bloques de 128 bits y claves de 128, 192 o 256 bits. Los mensajes reales son más grandes o más pequeños que un bloque; Por lo tanto, es necesario utilizar con un modo operativo. El algoritmo es sólo el núcleo. La seguridad de la aplicación depende del modo, el o , la autenticación y el manejo de errores.

organiza el bloque en un estado y aplica rondas de sustitución, permutación, barajado y suma de claves. Estas operaciones crean confusión y difusión: las relaciones simples entre entrada, clave y salida desaparecen. El número de rondas varía según el tamaño de la llave. La implementación debe ser resistente a canales laterales, porque una ejecución matemáticamente correcta puede filtrar información por tiempo, caché, consumo o fallas inducidas.

Los cifrados de flujo producen una secuencia de claves que se combina con el , generalmente mediante XOR. ChaCha20 es un ejemplo moderno, a menudo combinado con Poly1305 para formar un . Funciona bien en software y está especificado para protocolos en 8439. Al igual que con otros esquemas, reutilizar y clave puede ser catastrófico.

En las , la elección entre -GCM y ChaCha20-Poly1305 suele realizarla el protocolo o la biblioteca. Las aplicaciones no deberían inventar sus propios formatos innecesariamente. Las bibliotecas de envelope encryption, , , COSE y ya definen algoritmos, campos y comprobaciones. El análisis de interoperabilidad y seguridad de un protocolo establecido vale más que una composición artesanal.

Modos de operación: ECB, CBC, CTR y GCM

Comparación entre los modos de funcionamiento ECB, CBC, CTR y GCM
Figura 7.4 - Diferencias conceptuales entre modos de funcionamiento.

El BCE cifra cada bloque de forma independiente. Bloques iguales bajo la misma clave generan bloques de cifrado iguales, revelando patrones. Por tanto, el BCE no es apropiado para proteger mensajes estructurados. Es un ejemplo didáctico importante: el uso de no garantiza la seguridad si el modo de funcionamiento es inadecuado.

CBC encadena cada bloque con el bloque anterior y requiere un con las propiedades correctas. Históricamente se utilizó ampliamente, pero requiere un relleno y una autenticación separados. Los errores de validación pueden crear oráculos de relleno, lo que permite al atacante aprender información de diferentes respuestas. Los protocolos modernos tienden a preferir , lo que reduce la complejidad de la composición.

CTR convierte un cifrado de bloque en un cifrado de flujo mediante contadores. Permite el paralelismo y no requiere relleno, pero reutilizar el mismo contador o con la misma clave puede revelar relaciones entre textos claros. CTR proporciona confidencialidad, no autenticación; debe combinarse con una de forma segura.

GCM combina el modo contador con la autenticación basada en Galois, produciendo y etiquetas. Admite datos autenticados que no están cifrados, como encabezados de protocolo. GCM es eficiente y ampliamente utilizado en y , pero depende en gran medida de la singularidad del . está revisando SP 800-38D, pero la recomendación final actual sigue siendo la referencia operativa hasta que una revisión final la reemplace.

y datos asociados

Entradas y salidas de un esquema de cifrado autenticado por la AEAD
Figura 7.5 - Entradas y salidas de un esquema .

significa Cifrado autenticado con datos asociados. El esquema protege la confidencialidad del texto plano y la autenticidad tanto del como de los datos asociados. AAD puede contener metadatos que deben protegerse contra modificaciones, pero deben permanecer visibles para su enrutamiento o procesamiento.

Una operación recibe clave, , y AAD. Devuelve y . Al abrir, el receptor presenta los mismos parámetros y valida la . Sólo después de una verificación exitosa se debe aceptar el . Este flujo evita que los datos modificados lleguen a la lógica empresarial como si fueran válidos.

En formatos de y mensaje, los campos que componen AAD deben estar definidos por el estándar. Cambiar la serialización, el orden, la canonicalización o la codificación puede hacer que la falle, incluso cuando los datos aparecen semánticamente iguales. Esto es común en la retroubleshooting de : la firma o cubre bytes exactos, no un objeto abstracto libremente interpretado.

La gestión debe ser parte del diseño. Generar aleatorios puede ser apropiado cuando se controla la probabilidad de colisión; Los contadores pueden ser mejores en otros contextos, siempre y cuando no se reinicien con la misma clave. Los sistemas distribuidos necesitan coordinar la unicidad entre instancias o separar claves por instancia y contexto.

Funciones criptográficas

Efecto avalancha producido por una función hash criptográfica
Figura 7.6 - Efecto avalancha de una función .

Una función toma un mensaje de tamaño arbitrario y produce un resumen de tamaño fijo. Debe ser determinista, eficiente y resistente a la preimagen, la segunda preimagen y las colisiones. La resistencia a la preimagen dificulta la recuperación de una entrada del resumen. La resistencia a las colisiones dificulta encontrar dos entradas diferentes con el mismo resumen.

Los se utilizan para integridad, firmas, estructuras de datos, identificadores, derivación y protocolos. No son cifrados porque no existe una clave de descifrado que recupere el mensaje. Tampoco es seguro proteger contraseñas simplemente calculando , ya que los genéricos son demasiado rápidos y permiten probar grandes volúmenes de conjeturas.

La familia -2 incluye y . -3, estandarizado en 202, utiliza una construcción diferente basada en Keccak y ofrece alternativas como las funciones SHA3-256 y XOF SHAKE. Tener diferentes familias aumenta la diversidad criptográfica. La elección depende de los requisitos de protocolo, interoperabilidad, rendimiento y cumplimiento.

y no deben usarse cuando sea necesaria la resistencia a la colisión. Los sistemas heredados pueden limitarlos a identificadores no contradictorios, pero los nuevos diseños deben utilizar algoritmos modernos. La transición debe considerar dónde aparece el : firma, certificado, almacenamiento, , suma de verificación, protocolo o integración externa.

y

Flujo simplificado de generación de un HMAC con un secreto compartido
Figura 7.7 - Flujo simplificado.

Un código de autenticación de mensaje produce una utilizando una clave secreta compartida. El receptor que tiene la misma clave recalcula la y compara. Si la verificación tiene éxito, hay evidencia de que el mensaje no fue alterado y fue producido por alguien que conoce el secreto. es una construcción estandarizada en 2104 que combina una función con una clave.

no cifra el contenido. El mensaje puede seguir siendo legible mientras se protege su integridad y autenticidad. Este modelo es común en , de socios y firmas de solicitudes. El protocolo debe definir exactamente qué bytes van al , incluido el método, la ruta, la marca de tiempo, el cuerpo, los encabezados y la canonicalización.

Como ambas partes tienen el mismo secreto, cualquiera de las partes puede generar etiquetas válidas. Esto limita la verificabilidad por parte de terceros y diferencia de la firma digital. es excelente para una autenticación bidireccional eficiente, pero no ofrece la misma separación de poderes que una clave pública y privada.

La comparación de etiquetas debe realizarse en un tiempo constante cuando sea posible. El protocolo también necesita protección de reproducción, por ejemplo, marca de tiempo, y ventana de aceptación. Un mensaje antiguo con un válido sigue siendo auténtico; Sin un mecanismo de actualización, el atacante puede retransmitirlo.

y almacenamiento de contraseñas

Una función de derivación de claves transforma el material de claves en una o más claves con propiedades adecuadas. HKDF, definido en 5869, utiliza un paso de extracción y un paso de expansión. Es común en y protocolos de establecimiento de claves, porque separa las claves por contexto, y propósito.

Las contraseñas humanas tienen baja entropía y necesitan funciones diseñadas para encarecer cada intento. PBKDF2 aplica repeticiones de una función pseudoaleatoria y sigue teniendo un amplio apoyo. Argon2id, recomendado en 9106 para muchos escenarios, agrega costo de memoria, lo que dificulta los ataques paralelos con hardware especializado. Los parámetros deben calibrarse y revisarse con el tiempo.

debe ser único por contraseña y almacenarse junto al resultado. Un pimiento es un secreto adicional que se guarda por separado, por ejemplo en o , pero aumenta la complejidad operativa y necesita una rotación planificada. La aplicación debe almacenar el identificador del algoritmo y sus parámetros para permitir la verificación y la migración.

En las , lo ideal es que las contraseñas las manejen los proveedores de identidad, no las de recursos. Aún así, comprender los es importante para la autenticación básica heredada, los secretos de cliente, las bóvedas y los procesos de credenciales. Un secreto de cliente de alta entropía se puede almacenar como un para compararlo, mientras que una clave de firma debe permanecer disponible para operaciones criptográficas.

Criptografía asimétrica

El cifrado asimétrico utiliza un par de claves relacionadas matemáticamente. La clave pública se puede distribuir; la clave privada debe permanecer protegida. Dependiendo del esquema, la clave pública permite cifrar al titular de la clave privada, verificar firmas o participar en un acuerdo de clave.

La principal ventaja es reducir el problema de distribución secreta. Un cliente puede verificar una firma sin poseer la clave privada. Dos partes pueden establecer un secreto a través de un canal público. Sin embargo, las operaciones asimétricas son más costosas y producen artefactos más grandes, por lo que rara vez protegen grandes volúmenes directamente.

Las claves asimétricas también requieren autenticidad de la clave pública. Recibir una clave pública a través de un canal inseguro no demuestra a quién pertenece. Certificados, huellas digitales, directorios, seguro, procesos de fijación y aprovisionamiento asocian claves con identidades. El Capítulo 8 profundizará en y .

En las , las claves públicas validan y certificados; Las claves privadas firman , finalizan y autentican el en los . Separar las claves por entorno, emisor, propósito y algoritmo reduce el impacto y facilita la auditoría.

: cifrado, firma y relleno

basa su seguridad práctica en la dificultad de factorizar un módulo grande compuesto de números primos. Una clave pública contiene módulo y exponente público; la clave privada contiene información que permite la operación inversa. 8017 especifica esquemas de firma y cifrado y muestra que la operación matemática sin formato necesita codificación y relleno seguros.

Para el cifrado, RSAES-OAEP y el esquema moderno descrito en PKCS #1. no debería cifrar cargas útiles grandes directamente. El uso normal es proteger una clave de sesión corta en el . RSAES-PKCS1-v1_5 permanece en sistemas heredados, pero su historial de oráculos requiere precaución y uniformidad de errores.

Para las firmas, RSASSA-PSS introduce aleatoriedad y generalmente se prefiere en diseños nuevos cuando el ecosistema lo admite. RSASSA-PKCS1-v1_5 sigue siendo ampliamente utilizado e interoperable. La elección debe seguir el estándar del protocolo y la política de la organización, evitando el " puro" o el relleno inventado.

El tamaño de la clave afecta la seguridad, el rendimiento y el tamaño de la firma. 2048 todavía aparece ampliamente; Los requisitos más largos pueden requerir 3072 bits o migración a /PQC dependiendo del horizonte de protección. El tamaño correcto debe seguir las normas vigentes y el periodo durante el cual la información debe permanecer protegida.

Curvas elípticas, X25519 y Ed25519

La criptografía de curva elíptica ofrece altos niveles de seguridad con claves más pequeñas que . La seguridad se basa en la dificultad del logaritmo discreto en grupos de puntos de una curva. Las claves y firmas más pequeñas reducen el ancho de banda, el almacenamiento y el costo, aunque la implementación requiere cuidado con la validación, las curvas y los canales laterales.

X25519, especificado en 7748 y utilizado para el acuerdo de claves. Para las firmas se utiliza Ed25519, descrito en 8032 como una instancia de EdDSA. A pesar de los nombres relacionados, cumplen funciones diferentes y no deben tratarse como la misma clave o algoritmo. Los protocolos deben definir formatos y conversiones explícitamente.

es otra familia de firmas, estandarizada en 186-5. La seguridad de su implementación depende en gran medida de la generación por firma; repetir o sesgar este valor puede revelar la clave privada. EdDSA se diseñó con un enfoque determinista, pero las implementaciones aún necesitan proteger las claves y resistir fallas y canales laterales.

En el soporte de curvas depende de la implementación y registro de algoritmos. Las deben validar el algoritmo permitido, la curva, el uso de claves y el origen de claves. Aceptar cualquier clave presentada en un sin vincularla al emisor confiable convierte la verificación criptográfica en una garantía falsa.

Acuerdo de claves, ECDH y

El acuerdo de clave permite a dos partes obtener un secreto compartido sin transmitirlo directamente. Diffie-Hellman y ECDH utilizan contribuciones de ambas partes. En el moderno, las variantes efímeras proporcionan secreto directo: el compromiso futuro de la clave de identidad no revela automáticamente sesiones pasadas.

El secreto en bruto producido por un acuerdo clave no debe utilizarse directamente. Un incorpora contexto, e identificadores para generar claves de tráfico distintas. La confirmación de clave y la autenticación mediante protocolo de enlace evitan ataques en los que un adversario se posiciona entre las partes.

Un , Mecanismo de Encapsulación de Claves, tiene operaciones para generar un de encapsulación y un secreto compartido, y recuperar este secreto con la clave privada. 203 estandariza ML- , un mecanismo poscuántico. Los son una opción natural para la criptografía híbrida y el establecimiento de claves.

En las , el acuerdo clave suele estar encapsulado en . Aun así, el arquitecto necesita comprender las curvas, los grupos, el secreto directo y la compatibilidad. Una lista de grupos mal configurada puede impedir los apretones de manos; un terminador antiguo puede eliminar las propiedades deseadas; Un puede respaldar la firma, pero no un determinado acuerdo clave.

Firmas digitales

Flujos para generar y verificar una firma digital
Figura 7.8 - Generación y verificación de firma digital.

Una firma digital utiliza la clave privada para producir un valor verificable con la clave pública. Normalmente, el algoritmo firma un resumen o una representación codificada del mensaje. La verificación confirma que los bytes cubiertos no han sido alterados y que la firma fue generada por una clave privada correspondiente.

Firmar y cifrar son operaciones diferentes. La suscripción no oculta el contenido. El cifrado de "clave privada" no es una explicación adecuada de las firmas modernas, porque esquemas como PSS, , EdDSA y ML-DSA tienen estructuras y pruebas específicas. La comprensión debe seguir el esquema, no una analogía simplificada.

La canonicalización es un desafío central. se puede serializar de varias formas equivalentes. Si el productor y el verificador firman bytes diferentes, la verificación falla. resuelve parte de este problema definiendo , encabezado protegido y entrada de firma. Los protocolos de firma también necesitan definir el orden y los componentes derivados.

La clave de firma privada merece una fuerte protección. Los le permiten firmar sin exportar la clave. Las políticas pueden requerir aprobación dual, registros inmutables, límites de uso y separación de claves de prueba y producción. Si la clave se ve comprometida, se pueden falsificar firmas válidas hasta que se revoque la confianza y se actualicen los consumidores.

Criptografía híbrida y envelope encryption

Cifrado híbrido con clave de datos y cifrado de sobre
Figura 7.9 - Cifrado híbrido y .

El cifrado híbrido combina la eficiencia del cifrado simétrico con la distribución de claves asimétrica. La aplicación genera una clave de datos aleatoria, cifra la carga útil con y protege la clave de datos con -OAEP, ECDH/ , o una clave de sobre contenida en . El paquete almacena , , y clave encapsulada.

El permite a proteger solo claves pequeñas, mientras que la aplicación procesa grandes volúmenes localmente. Esto reduce las llamadas al servicio de claves y le permite rotar una clave maestra volviendo a cifrar las claves de datos, sin descifrar todas las cargas útiles. El dibujo deberá consignar la versión e identificador de la clave utilizada.

Una clave de datos puede ser única por objeto, lote, sesión o período, según el riesgo y el costo. La reutilización generalizada aumenta el impacto del compromiso. Las claves de sobre requieren controles de acceso que impidan que un servicio descifre datos fuera de su dominio. La política de debe reflejar la identidad y el propósito de la carga.

es un ejemplo de un formato de cifrado híbrido aplicado a objetos . Separa el algoritmo de gestión de claves y el algoritmo de cifrado de contenido. Las que procesan deben admitir combinaciones aprobadas, controlar tamaños y evitar descifrar contenido antes de validar los límites y el contexto.

Gestión de claves, y

Ciclo de vida de una clave criptográfica desde la generación hasta la rotación
Figura 7.10 - Resumen del ciclo de vida de una clave criptográfica.

Los algoritmos sólidos dependen de claves bien administradas. El ciclo incluye generación, registro, distribución, activación, almacenamiento, uso, rotación, suspensión, revocación, copia de seguridad, recuperación, archivo y destrucción. SP 800-57 organiza principios para gestionar material criptográfico y ayuda a definir protecciones según el tipo y propósito de la clave.

es un servicio de gestión que aplica identidad, autorización, auditoría y operaciones clave. es un módulo con un límite criptográfico diseñado para proteger claves y realizar operaciones. Un puede usar debajo. No es necesario que todas las claves estén al mismo nivel, pero las claves raíz, las claves de firma críticas y las claves de a menudo requieren una protección reforzada.

El control de acceso debe estar orientado a las operaciones. Es posible que un servicio necesite firmar pero no exportar; otro puede verificar con una clave pública; una canalización puede activar una nueva versión, pero no utilizar la clave para los datos. Separar la administración, el uso y la auditoría reduce el abuso y el error humano.

La rotación debe ser compatible con los datos y los consumidores existentes. Las claves de verificación antiguas pueden permanecer publicadas hasta que caduquen los . Las claves de descifrado deben mantenerse mientras los datos estén cifrados. Los identificadores clave, como kid en , ayudan a seleccionar versiones, pero no deben aceptarse como una fuente confiable sin un emisor y un repositorio controlados.

Criptografía en , , , y

combina acuerdos de claves, firmas o certificados, y . El cliente y el servidor negocian parámetros, autentican el protocolo de enlace y derivan claves de tráfico. El capítulo 6 analizó el protocolo; Aquí la lección es que es una composición de primitivas con funciones distintas.

es un formato de reclamos. Cuando está protegido por , recibe firma o . Cuando está protegido por , recibe cifrado autenticado. Un codificado únicamente en no está protegido. La puerta de enlace debe verificar el algoritmo, el remitente, la audiencia, la hora, la clave y las reclamaciones, no solo confirmar que la firma matemática es válida.

Los suelen utilizar sobre el cuerpo, la marca de tiempo y los identificadores. El consumidor necesita leer los bytes exactos recibidos antes de cualquier normalización que cambie el cuerpo. La verificación debe realizarse antes de procesar la operación, con una ventana de tiempo y almacenamiento de identificadores para evitar la repetición.

En las integraciones bancarias y de Open Finance, las firmas pueden proteger mensajes, y solicitudes además de . El diseño debe dejar claro qué artefacto está firmado, qué clave se utiliza, cómo se distribuye la clave pública, qué algoritmo está permitido y cómo se produce la revocación y la rotación.

Aplicación en Axway y Azure Management

Primitivas criptográficas aplicadas en una arquitectura API Gateway
Figura 7.11 - Primitivas criptográficas en una arquitectura .

Una puede terminar , validar certificados de clientes, verificar , producir , firmar o validar mensajes, llamar a y proteger secretos de . Estas funciones no deben tratarse como una única política de "cifrado". Cada política tiene entradas, claves, algoritmos y fallas específicas.

En Axway , los certificados, los almacenes de claves privadas, los almacenes de certificados de confianza, los filtros y las políticas conforman el flujo. El diagnóstico debe identificar si el fallo ocurre en el escucha , en la validación del , en la política de firma, en el descifrado o en la conexión saliente. Los registros deben informar el identificador clave y el algoritmo sin revelar una carga útil secreta o confidencial.

En Azure Management, pueden participar certificados, valores con nombre, Key Vault, identidad administrada y políticas. La plataforma puede validar , autenticar el con certificado y obtener secretos de una bóveda. La identidad administrada reduce las credenciales estáticas, pero es necesario comprender los permisos de acceso a Key Vault y a la caché de actualización.

En ambos productos, la puerta de entrada no debería convertirse en una caja fuerte indiscriminada. Los secretos necesitan un dueño, un propósito y una rotación. Las políticas deben utilizar algoritmos permitidos por la línea de base. Los entornos de desarrollo y producción deben tener claves independientes. Las exportaciones de configuración y las copias de seguridad deben protegerse, ya que pueden contener referencias o material confidencial.

Errores y ataques comunes

Reutilizar en -GCM o ChaCha20-Poly1305 es uno de los errores más graves. Dependiendo del esquema, el atacante puede derivar relaciones entre textos sin formato, recuperar la clave de autenticación o falsificar mensajes. Los sistemas distribuidos necesitan una estrategia explícita para lograr la unicidad, especialmente después de reiniciar, revertir o clonar.

Usar ECB, cifrar sin autenticar, validar el relleno con errores distinguibles, aceptar algoritmos elegidos por el atacante, mezclar claves entre entornos, deshabilitar la validación de certificados y almacenar claves en código son fallas recurrentes. Muchos no rompen los cálculos; rompen protocolo y funcionamiento.

Los canales laterales exploran el tiempo, la caché, el consumo, las emisiones y el comportamiento de error. Las comparaciones de y firmas deberían evitar fugas progresivas. Las implementaciones de , y deben utilizar bibliotecas maduras y recursos de hardware adecuados. Escribir primitivas manualmente casi nunca se justifica en aplicaciones empresariales.

El cifrado también puede fallar debido a un exceso de confianza. Una carga útil firmada puede contener una operación maliciosa autorizada por una clave comprometida. Un cifrado puede contener afirmaciones erróneas. Un puede validar la integridad de un archivo proporcionado por el mismo atacante que proporcionó el . El origen y el contexto confiables son tan importantes como la verificación.

Criptografía poscuántica y

Pasos de inventario, pruebas híbridas y migración poscuántica
Figura 7.12 - Pasos de una transición poscuántica.

Las computadoras cuánticas de escala criptográficamente relevante podrían aplicar el algoritmo de Shor contra , Diffie-Hellman y . En teoría, los cifrados simétricos y los también se ven afectados, pero pueden mantener márgenes más grandes con tamaños adecuados. El riesgo incluye recolectar ahora y descifrar después: capturar datos hoy para intentar descifrarlos en el futuro.

En agosto de 2024, publicó 203 para ML- , 204 para ML-DSA y 205 para SLH-DSA. ML- establece secretos; ML-DSA y SLH-DSA producen firmas. Estos algoritmos tienen tamaños y perfiles diferentes a los esquemas clásicos y requieren pruebas de rendimiento, ancho de banda, almacenamiento, certificados, y protocolos.

La migración poscuántica no significa cambiar todo inmediatamente y sin planificación. El primer paso es el inventario criptográfico: dónde aparecen , y DH, cuánto tiempo deben permanecer secretos los datos, qué proveedores controlan la implementación y qué dependencias carecen de agilidad. Luego viene la clasificación de riesgos, las pruebas y la transición.

La es la capacidad de intercambiar algoritmos, parámetros y claves sin reconstruir el sistema. Los protocolos deben negociar sólo conjuntos permitidos, los formatos deben identificar el algoritmo y la versión, y las aplicaciones no deben codificar tamaños fijos. Las estrategias híbridas combinan mecanismos clásicos y poscuánticos durante la transición, pero necesitan especificaciones formales para evitar composiciones inseguras.

criptográfico

Árbol de retroubleshooting para clasificar fallos criptográficos
Figura 7.13 - Árbol inicial de criptográficos.

La retroubleshooting debe separar el formato, el algoritmo, los parámetros, la clave y el contexto. Una falla de "firma no válida" podría significar una clave pública incorrecta, un algoritmo diferente, una carga útil canonicalizada de otra manera, una incorrecta, un encabezado protegido diferente o un mensaje alterado. Cambiar la clave sin probar los bytes firmados puede enmascarar la causa.

Los fallos de descifrado pueden deberse a una clave de datos incorrecta, una no válida, un incorrecto, un AAD, un relleno, una codificación o una versión del sobre diferentes. En , el error de debe tratarse como un mensaje no auténtico. La aplicación no debe intentar "recuperar" texto parcial ni omitir la verificación para diagnosticar en producción.

Los errores de acceso a / pueden parecer criptográficos, pero pueden ser errores de identidad, red, cuota, partición o permisos. Verifique qué principal llamó, qué operación fue denegada, qué versión de clave se seleccionó y si la clave está activa. La latencia y la limitación de pueden requerir un almacenamiento en caché seguro de las claves de datos o ajustes del sobre de cifrado.

Para reproducir una firma, capture solo datos no confidenciales y normalice el caso en un entorno controlado. Registre el algoritmo, el identificador de clave, la longitud, el de carga útil, la marca de tiempo y el resultado, sin registrar la clave privada, el secreto, el texto sin cifrar sensible o el completo. Observabilidad segura y esencial para el diagnóstico.

Aplicación en el mundo bancario y financiero

Los bancos utilizan cifrado en canales digitales, pagos, Open Finance, PIN, tarjetas, mensajería, archivos, copias de seguridad, , certificados y firmas de transacciones. La criticidad proviene del valor financiero, la privacidad, la regulación y la necesidad de auditoría. Una elección criptográfica debe considerar la disponibilidad y la recuperación, no solo la confidencialidad.

Los son comunes para claves de alta importancia, incluida la emisión, la firma, el procesamiento de pagos y las raíces de confianza. Controles como el control dual, el conocimiento dividido y las pistas de auditoría reducen la posibilidad de que una persona controle todo el ciclo. Estos controles organizacionales complementan las matemáticas.

En Open Finance, y protegen los canales y autentican a los participantes, mientras que y los controlan la autorización. Las firmas de mensajes pueden garantizar la integridad en los saltos intermedios. Las claves y los certificados necesitan una rotación coordinada entre instituciones, con superposición y pruebas para evitar la indisponibilidad.

El profesional de el debe distinguir entre el fracaso criptográfico y el fracaso empresarial. Una firma válida demuestra que los bytes fueron firmados por una clave confiable; no demuestra equilibrio, consentimiento o permiso. Las políticas criptográficas deben alimentar el contexto de autorización, no reemplazarlo.

Tablas de referencia técnica

Las tablas resumen decisiones frecuentes. No reemplazan la documentación del protocolo ni la política criptográfica de la organización.

Tabla 1: Primitivas criptográficas, objetivos, ejemplos y precauciones.
PrimitivoObjetivo principalEjemplosCuidados esenciales
cifrado simétricoConfidencialidad eficienteAES, ChaCha20Modo, nonce/IV y autenticación.
AEADConfidencialidad y autenticidadAES-GCM, ChaCha20-Poly1305Nonce único por verificación de clave y etiqueta.
picadilloResumen e integridad cuando la referencia es confiable.SHA-256, SHA-3No utilice hash rápido como almacenamiento de contraseñas.
MACIntegridad y autenticación con secreto compartidoHMAC-SHA-256, GMACProtección de reproducción y comparación segura.
SuscripciónIntegridad y autenticidad verificables mediante clave pública.RSA-PSS, ECDSA, EdDSA, ML-DSACustodia de claves, canonicalización y algoritmo permitido.
KDFDerivar claves por contextoHKDFPropósito separado, sal/contexto y longitud.
Contraseña KDFHacer que adivinar contraseñas sea costosoArgón2id, PBKDF2Parámetros calibrados, sal única y migración.
KEM / acuerdoEstablecer secreto compartidoX25519, ML-KEMAutenticación de protocolo y posterior derivación.
Tabla 2: Requisitos de secreto y unicidad para materiales criptográficos.
Término¿Tiene que ser secreto?¿Tiene que ser único?Observación
Clave simétricasiDebe ser independiente por propósito.El compromiso permite el cifrado/descifrado o la autenticación.
Noncenormalmente noA menudo sí, según el diagrama.En GCM lo reutilizo con la misma clave y registro.
IVDepende del modoLos requisitos varíanNo asuma que la IV es siempre aleatoria o siempre secreta.
salNoDebe ser único por credencial/derivaciónPrecálculo de combate; no reemplaza el costo.
Etiqueta AEAD/MACNoDerivada del mensaje y parámetros.Debe verificarse antes de aceptar el mensaje.
Clave públicaNoLa asociación con la identidad debe ser confiablePuede distribuirse mediante repositorio certificado o controlado.
clave privadasiUno por identidad/propósito según políticaIdealmente no exportable en casos críticos.
Tabla 3 — Problemas criptográficos, hipótesis y verificaciones iniciales.
Problema observadoHipótesisComprobaciones iniciales
Firma no válidaClave, algoritmo, bytes o codificación diferenteCompare la entrada de firma byte por byte, clave kid, alg y remitente.
Etiqueta GCM no válidaClave divergente, nonce, AAD o texto cifradoConfirme todos los parámetros; no publique texto sin formato parcial.
HMAC diferenteCanonicalización, secreto o codificaciónMétodo de reproducción, ruta, marca de tiempo y cuerpo sin procesar.
Acceso KMS denegadoIdentidad o políticaVerifique principal, operación, clave, versión y entorno.
Algoritmo no compatibleBiblioteca, puerta de enlace o HSM fuera de capacidadConsultar matriz de soporte y línea base aprobada.
Error de PEM/DERFormato o cadena incorrectosIdentifique contenedor, encabezados, Base64, algoritmo y tipo de clave.
Fallo después de la rotaciónEl consumidor utiliza una clave antigua o una clave incorrectaMantenga la superposición y publique el conjunto de escaneo actualizado.

Ejemplos técnicos comentados

Los siguientes ejemplos son didácticos. En producción utilizar bibliotecas, formatos y servicios aprobados por la organización. No implemente primitivas criptográficas manualmente.

Ejemplo 1: y en Python

import hashlib
import hmac
mensagem = b"evento=pagamento&valor=100"
segredo = b"segredo-de-alta-entropia-obtido-de-um-cofre"
digest = hashlib.sha256(mensagem).hexdigest()
mac = hmac.new(segredo, mensagem, hashlib.sha256).hexdigest()
print("SHA-256:", digest)
print("HMAC-SHA-256:", mac)
# Al verificar, prefiera compare_digest para reducir las fugas de tiempo.
mac_recebido = mac
assert hmac.compare_digest(mac, mac_recebido)

produce un resumen sin clave. Cualquiera puede recalcularlo. incluye un secreto compartido y autentica el mensaje entre los poseedores de ese secreto. La comparación debe utilizar una función adecuada y el protocolo aún necesita una marca de tiempo o un para evitar la repetición.

Ejemplo 2: Inspección de algoritmos y claves con OpenSSL

# Genera 32 bytes aleatorios en hexadecimal.
openssl rand -hex 32
# Calcule SHA-256 a partir de un archivo.
openssl dgst -sha256 mensagem.json
# Generar clave RSA para laboratorio.
openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:3072 -out chave-privada.pem
openssl pkey -in chave-privada.pem -pubout -out chave-publica.pem
# Firme y verifique con RSA-PSS y SHA-256.
openssl dgst -sha256 -sigopt rsa_padding_mode:pss   -sign chave-privada.pem -out assinatura.bin
mensagem.json
openssl dgst -sha256 -sigopt rsa_padding_mode:pss   -verify chave-publica.pem -signature
assinatura.bin mensagem.json

El laboratorio separa las claves públicas y privadas y utiliza PSS. La clave privada no debe enviarse al verificador. En un entorno real, la firma puede ocurrir en un o y el verificador recibe la clave pública a través de un canal confiable.

Ejemplo 3: estructura conceptual de una envolvente

{
  "versao": 1,
  "algoritmo_chave": "KMS-KEY-WRAP",
  "algoritmo_conteudo": "AES-256-GCM",
  "id_chave_mestra": "payments-prod-v12",
  "chave_dados_encapsulada": "...",
  "nonce": "...",
  "aad": "...",
  "ciphertext": "...",
  "tag": "..."
}

El sobre registra la versión y los algoritmos para permitir la migración. La clave de datos encapsulada no es la clave maestra. El consumidor recupera la clave de datos a través de una operación autorizada en el , valida la y solo entonces acepta el texto sin cifrar.

Estudios de caso

Caso 1: con válido y operación duplicada

Un socio envió firmados con - . El consumidor verificó correctamente la firma, pero no registró el identificador del evento ni validó la marca de tiempo. Un intermediario transmitió un viejo mensaje. El siguió siendo válido porque el mensaje no se modificó y la transacción financiera se procesó dos veces.

La corrección fue no cambiar el algoritmo. Estaba agregando una marca de tiempo firmada, una ventana de tolerancia, un identificador único, almacenamiento de eventos procesados ​​e idempotencia en el . El caso demuestra que la autenticidad no implica frescura o singularidad del negocio.

Caso 2: falla intermitente de -GCM después del escalado horizontal

Una aplicación utilizó un contador local como . Cada instancia inició el contador en cero. Cuando el servicio pasó de una a varias réplicas, diferentes instancias reutilizaron con la misma clave. El sistema siguió funcionando, pero perdió las garantías criptográficas y abrió la posibilidad de falsificación.

La solución requirió detener el uso de la clave afectada, rotar el material, evaluar los datos expuestos y adoptar una estrategia distribuida o claves separadas por instancia. Se han incorporado al pruebas de reinicio y monitoreo de unicidad.

Caso 3: la rotación de claves hace caer a los consumidores

El emisor cambió la clave de firma e inmediatamente eliminó la antigua clave pública . Los emitidos minutos antes todavía eran válidos, pero los consumidores no pudieron verificarlos. El incidente se interpretó inicialmente como un fallo de , aunque la causa estaba en el ciclo de vida criptográfico.

La estrategia correcta mantuvo publicadas las claves de verificación antiguas hasta el final de la vida útil más larga de los y cachés, utilizó kid consistente, publicó la nueva clave antes de activar la suscripción y monitoreó a los consumidores. La rotación segura es un cambio coordinado, no solo un reemplazo de archivos.

Caso 4: el valida la firma con la clave elegida por el

Una política aceptaba una clave informada en el propio . La puerta de enlace descargó la clave y confirmó que la firma era matemáticamente válida. Un atacante generó su propio par, publicó la clave y creó aceptados. La verificación criptográfica funcionó, pero el atacante controlaba la raíz de confianza.

La solución vinculó a cada emisor autorizado a un previamente configurado, algoritmos restringidos, emisor y audiencia validados y aplicó almacenamiento en caché seguro. El caso muestra que una clave pública debe ser confiable y estar asociada con una identidad; Una firma válida por sí sola no es suficiente.

Laboratorios de estudio

Entorno de laboratorio Ejecute pruebas solo en archivos y claves creadas para su estudio. No copie claves, , cargas útiles ni secretos de producción. El objetivo es observar propiedades y formatos, no reproducir material sensible.

  1. Calcule a partir de dos archivos que difieren en un carácter y compare los resúmenes. Relacione el resultado con el efecto avalancha.
  2. Calcula del mismo cuerpo con dos claves diferentes. Luego cambie un byte del mensaje y confirme que la verificación falla.
  3. Genere un par de laboratorio, firme un archivo con -PSS, verifique con la clave pública y confirme que la verificación falla después de cambiar el archivo.
  4. Examine una clave PEM e identifique si representa una clave privada, una clave pública o un certificado. Convierta entre PEM y DER solo en el laboratorio.
  5. Cree un pequeño sobre conceptual que contenga versión, algoritmo, ID de clave, , y . Explique cómo cada campo participa en el descifrado.
  6. Diseñe una política de puerta de enlace para con , que incluya canonicalización, marca de tiempo, protección de reproducción, comparación segura y observabilidad.
  7. Cree un inventario criptográfico de una arquitectura ficticia: , , banco, copias de seguridad, colas, y socios. Algoritmo de registro, clave, propietario, validez y dependencia.
  8. Elija una integración / ficticia y describa cómo sería una transición a un enfoque híbrido con un algoritmo poscuántico, incluidos los riesgos de tamaño y compatibilidad.

Ejercicios de repaso

  1. Explique por qué el cifrado es más amplio que el cifrado.
  2. Diferenciar entre confidencialidad, integridad, autenticidad, autorización y no repudio.
  3. ¿Por qué el principio de Kerckhoff favorece los algoritmos públicos y las claves secretas?
  4. ¿Cuál es la diferencia entre , y ?
  5. ¿Por qué necesita un modo de operación?
  6. ¿Por qué el BCE revela patrones?
  7. ¿Qué propiedades proporciona -GCM y qué requisitos críticos y ?
  8. Diferenciar firma , - y -PSS.
  9. ¿Por qué el rápido no es adecuado para el almacenamiento de contraseñas?
  10. ¿Cuál es el papel de un como HKDF?
  11. ¿Por qué no debería cifrar cargas grandes directamente?
  12. Diferenciar entre X25519 y Ed25519.
  13. ¿Cómo puede fallar una firma digital incluso cuando el productor y el verificador usan la misma clave?
  14. Explicar el envelope encryption y su relación con .
  15. ¿Por qué no debería tratarse al niño como una raíz de confianza?
  16. ¿Qué controles adicionales necesita un para evitar la reproducción?
  17. Describir el ciclo de vida de una llave y su rotación de cuidados.
  18. ¿Cómo pueden Axway o Azure Management utilizar , certificados y claves sin convertirse en repositorios indiscriminados de secretos?
  19. ¿Qué familias de algoritmos se estandarizaron en 203, 204 y 205?
  20. ¿Por qué el inventario y la son requisitos previos para la migración poscuántica?

Glosario

Tabla 4 — Glosario del capítulo.
TérminoDefinición
AEADCifrado autenticado con datos asociados, produciendo texto cifrado y etiqueta.
AESCifrado de bloques simétrico estandarizado en FIPS 197.
DAADatos autenticados, pero no cifrados, en un esquema AEAD.
Texto cifradoResultado cifrado de un mensaje.
CSPRNG/DRBGGenerador diseñado para producir bits impredecibles para uso criptográfico.
digerirSalida de una función hash.
Cifrado de sobreProtección de datos con clave de datos, que a su vez está protegida por una clave maestra o KEM.
HMACMAC creada a partir de una función hash y un secreto compartido.
HSMMódulo de seguridad hardware que protege claves y realiza operaciones criptográficas.
IVVector de inicialización utilizado por ciertos modos de operación.
KDFFunción que deriva claves del material de entrada y el contexto.
KEMMecanismo de encapsulación de claves para establecer un secreto compartido.
kmsServicio de gestión de claves con identidad, política, versión y auditoría.
MACCódigo de autenticación de mensajes basado en secreto compartido.
NonceValor utilizado una vez o según la regla de unicidad del esquema.
Texto sin formatoInformación antes del cifrado.
salEl valor no secreto suele ser el único valor utilizado en la derivación, especialmente a partir de contraseñas.
EtiquetaValor de autenticación producido por MAC o AEAD.
CriptoagilidadCapacidad de intercambiar algoritmos, parámetros y claves con impacto controlado.

Resumen del capítulo

  • La criptografía brinda diferentes servicios; Ningún primitivo resuelve por sí solo la confidencialidad, la integridad, la autenticación, la autorización y la disponibilidad.
  • El cifrado simétrico protege grandes volúmenes; La criptografía asimétrica distribuye confianza, establece claves y permite firmas.
  • debe usarse con el modo apropiado. , al igual que -GCM y ChaCha20-Poly1305, combina cifrado y autenticación.
  • , , salts y tags tienen requisitos diferentes. No reutilizar puede destruir la seguridad de un esquema.
  • Los no cifran datos. se autentica con secreto compartido. Las firmas utilizan una clave privada y se verifican con una clave pública.
  • Los separan las claves por contexto; Las funciones de contraseña añaden un coste frente a las conjeturas.
  • -OAEP y -PSS son esquemas con el relleno adecuado. ofrece acuerdo y firma con claves más pequeñas.
  • El y / reducen la exposición y organizan el ciclo de vida de la clave.
  • Las aplican cifrado en , , , y conexiones , pero necesitan una base de confianza, gobernanza y observabilidad.
  • La transición poscuántica con ML- , ML-DSA y SLH-DSA requiere inventario, pruebas y .

Referencias oficiales y lecturas recomendadas

197 - Estándar de cifrado avanzado ( ): ://csrc. .gov/pubs/ /197/final

SP 800-38D - GCM y GMAC: ://csrc. .gov/pubs/sp/800/38/d/final

180-4 - Estándar seguro: ://csrc. .gov/pubs/ /180-4/upd1/final

202 - Estándar -3: ://csrc. .gov/pubs/ /202/final

186-5 - Estándar de firma digital: ://csrc. .gov/pubs/ /186-5/final

SP 800-57 Parte 1 Rev. 5 - Gestión de claves: ://csrc. .gov/pubs/sp/800/57/pt1/r5/final

SP 800-90A Rev. 1: Generadores deterministas de bits aleatorios: ://csrc. .gov/pubs/sp/800/90/a/r1/final

SP 800-90B - Fuentes de entropía: ://csrc. .gov/pubs/sp/800/90/b/final

SP 800-90C - Construcciones de generadores de bits aleatorios: ://csrc. .gov/pubs/sp/800/90/c/final

2104 - : ://www. -editor.org/info/rfc2104/

5869 - HKDF: ://www. -editor.org/info/rfc5869/

8017 - PKCS #1 v2.2: ://www. -editor.org/info/rfc8017/

7748 - X25519 y X448: ://www. -editor.org/info/rfc7748/

8032 - EdDSA: ://www. -editor.org/info/rfc8032/

8439: ChaCha20 y Poly1305: ://www. -editor.org/info/rfc8439/

9106 - Argón2: ://www. -editor.org/info/rfc9106/

203 - ML- : ://csrc. .gov/pubs/ /203/final

204 - ML-DSA: ://csrc. .gov/pubs/ /204/final

205 - SLH-DSA: ://csrc. .gov/pubs/ /205/final

Proyecto de criptografía poscuántica del : ://csrc. .gov/projects/ -quantum-cryptography

Nota sobre los documentos bajo revisión Los estándares criptográficos evolucionan. A partir de julio de 2026, el mantiene procesos de revisión de documentos como SP 800-38D y SP 800-57. Para proyectos nuevos, consulte siempre el estado de publicación oficial, la línea base de la organización y las matrices de soporte del producto antes de definir algoritmos y tamaños.