Clave pública para dummies

Antes que se enfríe el tema de la criptología, aprovecharé de agregar algunas cosas que se me estaban olvidando. El asunto es apasionante y no quiero entusiasmarme, ni sacar explicaciones largas o complicadas que ni yo mismo entiendo, sino mejor poner las ideas que hay detrás de todo el enredo.

La criptografía se dedica a las comunicaciones secretas que se transportan por un medio inseguro, o sea tengo un mensaje que se lo quiero transmitir a otra persona, ese mensaje lo pueden ver muchas personas pero solo el que yo escoja conocerá lo que yo le quise transmitir. Nadie más le verá sentido aunque lo tengan en sus manos para analizarlo como quieran. Ojo que aquí hablo de mensaje y comunicación, dos conceptos más restringidos que la información porque aquí existe un contenido semántico (significado) que si importa.

Hay muchas formas de lograr esto pero en general Shannon en su artículo identifica tres: esconder la información con significado dentro de otra con distinto significado (concealment systems), el clásico ejemplo eran los espías de la guerra fría donde el emisor y receptor tenían el mismo libro de muchas palabras (La Guerra y la Paz por ejemplo), entonces para escribir el mensaje indicaban cada palabra con tres números: la página, la fila y el lugar en la fila del libro donde esa palabra se encontraba.

En este caso si conocemos el método que están usando, la clave (key) será saber cual es el libro que están usando. Si sabemos el método y el nombre del libro no cuesta nada descifrar el mensaje secreto. Hay varios otros ejemplo como por ejemplo cuando se oculta un mensaje dentro de una imagen (esteganografía), etc. Todos estos métodos se llaman de clave simétrica, porque el que envía y el que recibe deben compartir la misma clave.

Otra familia de métodos es la que Shannon llamaba "privacy systems" que consistía en hacer alguna clase de transformación tecnológica al mensaje que solo fuese conocida por las dos partes, como por ejemplo invertir la voz o enredarla mediante "scramblers" electrónicos. En este caso el secreto (key) estaba en el método, bastaba conocer el método, se hace una máquina para revertirlo y listo.

Habrán notado que estos dos métodos dependen de que ambas partes compartan un mismo secreto, el problema es como se comunican cual es el secreto, o sea cuando deben mandar la clave por el mismo canal inseguro. Si se pueden juntar cara a cara se dicen la clave al oído (o bajo la "campana del silencio" de Maxwell Smart)no habría problema, pero lo normal es que no se puedan juntar personalmente ¿como se transmiten la clave de manera segura? No hay forma si usan una clave simétrica como las descritas.

El tercer método es el que Shannon llama "true secrecy system" que supone que el enemigo puede interceptar el mensaje, pero le resulta imposible de entender aún cuando conoce que sistema se ha usado para encriptarlo, depende completamente de conocer la clave (key) que no es el método como en los casos anteriores sino que otro mensaje mas corto que permite abrir al encriptado aplicando alguna transformación matemática.

Shannon vuelve al problema de la clave simétrica y dice que debe ser "transmitida por un canal no interceptable" (imposible porque ya definimos un medio inseguro, si hubiese un canal no interceptable no necesitamos encriptar). El intercambio de claves fue el mayor problema de la criptografía durante siglos.

La famosa máquina Enigma de los nazis producía encriptación tan complicada porque cada vez que escribía la transposición de la letra era distinta, o sea cada letra de cada mensaje usaba un método diferente. Leo en este entretenido artículo que la máquina se vendía como una curiosidad en Berlin a 144 dólares cada una, fue inventada por el ingeniero Arthur Sherbius y muchas fueron compradas y operadas por el Ejército Argentino antes de la Segunda Guerra.

EL Servicio Secreto polaco compró algunas antes de que Polonia fuese invadida y construyeron las primeras máquinas capaces de romper ese código llamadas "bombas polacas", luego de la invasión los criptógrafos polacos se fueron a trabajar a Inglaterra donde finalmente quebraron el código de las enigamas mucho más complicadas que se construyeron durante la guerra.

Como siempre el punto débil era intercambiar la clave, las máquinas Enigma venían con un libro con las claves que deberían usar cada día, a veces cambiaban más de una clave por día pero ese era el talón de Aquiles del sistema: si se recolectaban muchos mensajes enviados un mismo día había material para que los criptoanalistas dedujeran las claves y pudiesen romper el código.

El problema de la clave simétrica recién se vino a resover en 1976 cuando Diffie y Hellman publicaron su artículo New Directions in Criptography que dio origen a la criptografía asimétrica o de clave pública.

Es de esas ideas que uno se pregunta como antes no se le había ocurrido a nadie: el receptor y emisor tienen dos claves cada uno, una privada y una pública. Para encriptar y desencriptar se usan las dos claves combinadas igual que una caja fuerte que se abre solo cuando se usan dos llaves simultáneamente. Como las claves públicas por si solas no sirven para nada, las puedo publicar en el diario, mandar por correo, etc. sin problema.

Para encriptar mi mensaje uso mi clave privada y la clave publica del destinatario, para abrirlo la otra parte usa mi clave pública y su clave privada ¡ya no existe el problema de intercambiar una clave secreta!

Y para tener acceso a nuestra clave privada, que está bien guardada en algún lado de mi equipo, debo usar un password que solo yo conozco y no necesito decir a nadie, ni siquiera al destinatario de mi mensaje. Que ingenioso ¿no?. En la imagen se muestra como funciona el sistema, las dos claves (privada y pública) que se muestran en rojo y verde son las de Bob y el enemigo es Eve, que pese a tener el mensaje y las claves públicas de ambos no tiene modo de saber el secreto del mensaje, por ejemplo si le están poniendo los cuernos.

En fin, el tema da para largo pero lo que me interesaba contar era el problema de comunicarse la clave y como lo resolvió el sistema de cifrado asimetrico. Hasta mañana