Seminario Firmas Y Certificados Digitales - PKI

Seminario de Firmas Digitales - PKI y Seguridad Juridica

Seguridad de la Informacion Infraestructuras Infraestructu ras de Seguridad

Ing J.Zelada Peralta Ing J.Zelada Peralta


Debe garantizar  Confidencialidad  Integridad  Disponibilidad  Irrefutabilidad

Ing J.Zelada Peralta


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Confidencialidad



Seguridad de la Informacion No existe Confidencialidad



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Integridad



No existe Integridad



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Disponibilidad





No existe Irrefutabilidad



Se divide en dos grandes aspectos 

Seguridad Fisica o de Infraestructura

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Seguridad Logica o Informatica



Desastres naturales  Terremotos Incendios accidentales Tormentas Inundaciones.


Contra amenazas ocasionadas por el hombre  Disturbios, sabotajes internos y externos deliberados.





Controles de Accesos



Supervision y Monitoreo



Objetivos 

     

Restricciones y controles al acceso de programas y archivos. Asegurar que Operadores trabajen sin una supervisión minuciosa y con restricciones y controles especificos Asegurar que se usen datos, archivos y programas correctos en y por el procedimiento correcto. Asegurar información transmitida sea sólo recibida por el destinatario al cual ha sido enviada y no a otro. Asegurar que la información recibida sea la misma que ha sido transmitida. Asegurar que existan sistemas alternativos secundarios de transmisión entre diferentes puntos. Asegurar metodos alternativos en casos de contingencias



Amenazas Informaticas



Protége contra dos tipos de amenazas:  Amenazas Internas  Amenazas Externas



Amenazas interna .-Se generan dentro de la organización o empresa y son mas peligrosas

Los usuarios conocen la red y saben cómo es su funcionamiento.  Tienen algún nivel de acceso a la red por las mismas necesidades de su trabajo.  Los IPS y Firewalls son mecanismos no efectivos en amenazas internas. 



Amenazas externas: Se originan de afuera de la red.

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Al no tener información certera de la red, un atacante tiene que realizar ciertos pasos para poder conocer qué es lo que hay en ella y buscar la manera de atacarla. La ventaja que se tiene en este caso es que el administrador de la red puede prevenir una buena parte de los ataques externos.





































Es el ocultamiento de la informacion La informacion no se cifra solo se oculta.



Esteganografía “clásica”: métodos completamente oscuros.  Protección basada en desconocer el canal encubierto específico que se está usando. Esteganografía moderna: uso de canales digitales:  Archivo de texto (inc. páginas web, código fuente, etc.)  Audio digital  Imágenes y vídeo digitales  Archivos ejecutables  Protocolos de comunicaciones Ing J.Zelada Peralta






Criptografia

Criptoanalisis



κρύπτω krypto, «oculto», y γράφω graphos, «escribir» ) Es el arte o ciencia de cifrar información mediante técnicas especiales

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Arte o ciencia de descifrar una informacion cifrada



Scytale Ing J.Zelada Peralta




Vigenere Ing J.Zelada Peralta


Rossignol



Al-Kindi (llamado tambien Alkindus)



Enigma



Utilizacion de metodos matematicos formales

Simetrico s    

DES 3DES IDEA AES


Asimetricos RSA ElGamal DSA/DSS ECC


SIMETRICOS Clave Privada

ASIMETRICOS Clave Publica Ing J.Zelada Peralta








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El algoritmo de cifrado DES usa una clave de 56 bits, lo que significa que hay 2 elevado a 56 claves posibles (72.057.594.037.927.936 claves)





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La longitud de la clave usada será de 192 bits, aunque su eficacia solo sea de 112 bits.





El espacio de claves es mucho más grande: 2128 ≈ 3.4 x 1038  Todas las operaciones son algebraicas  No hay operaciones a nivel bit, facilitando su programación en alto nivel  Se pueden utilizar todos los modos de operación definidos para el DES 





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AES tiene un tamaño de bloque fijo de 128 bits y tamaños de llave de 128, 192 ó 256 bits, El diseño y fortaleza de todas las longitudes de claves (i.e., 128, 192 y 256) ; son suficientes para proteger información clasificada hasta el nivel SECRET . La informacion a nivel TOP SECRET requiere el uso de tanto longitudes de clave de 192 o 256 bits





Advanced Encryption Standard (AES), también conocido como Rijndael, es un esquema de cifrado por bloques adoptado como un estándar de cifrado por el gobierno de los Estados Unidos.  Se espera que sea usado en el mundo entero y analizado exhaustivamente, como fue el caso de su predecesor, el Data Encryption Standard (DES) 





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Diffie-Hellman RSA DSA ElGamal Criptografía de Curva Elíptica



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El permite el intercambio secreto de claves entre dos partes que no han tenido contacto previo, utilizando un canal inseguro, y de manera anónima (no autenticada).



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Sin embargo, el protocolo es sensible a ataques activos del tipo "hombre en el medio" (mitm, man-in-the-middle). Si la comunicación es interceptada por un tercero, éste se puede hacer pasar por el emisor cara al destinatario y viceversa, ya que no se dispone de ningún mecanismo para validar la identidad de los participantes en la comunicación.



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Así, el "hombre en el medio" podría acordar una clave con cada participante y retransmitir los datos entre ellos, escuchando la conversación en ambos sentidos



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El sistema criptográfico con clave pública RSA es un algoritmo asimétrico cifrador de bloques, que utiliza una clave pública, la cual se distribuye (en forma autenticada preferentemente), y otra privada, la cual es guardada en secreto por su propietario.



Dispositivos para guardar la clave privada



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Una clave es un número de gran tamaño, que una persona puede conceptualizar como un mensaje digital, como un archivo binario o como una cadena de bits o bytes. Los mensajes enviados usando el algoritmo RSA se representan mediante números y el funcionamiento se basa en el producto de dos números primos grandes (mayores que 10100) elegidos al azar para conformar la clave de



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RSA es mucho más lento que DES y que otros criptosistemas simétricos. Como todos los cifrados, es importante como se distribuyan las claves públicas del RSA. La distribución de la clave debe ser segura contra un atacante que se disponga a espiar el canal para hacer un ataque de replay



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Contra la defensa de ataques algunos están basados en certificados digitales u otros componentes de infraestructuras de la clave pública.



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DSA (Digital Signature Algorithm, en español Algoritmo de Firma digital) es un estándar del Gobierno Federal de los Estados Unidos de América o FIPS para firmas digitales. Fue un Algoritmo propuesto por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología de los Estados Unidos para su uso en su Estándar de Firma Digital(DSS), especificado en el FIPS 186. Una desventaja de este algoritmo es que requiere mucho más tiempo de cómputo que



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Esquema de cifrado basado en problemas matemáticos de algoritmos discretos. Es un algoritmo de criptografía asimétrica basado en la idea de Diffie-Hellman y que funciona de una forma parecida a este algoritmo discreto. El algoritmo de El Gamal puede ser utilizado tanto para generar firmas digitales como para cifrar o descifrar.



El Gamal consta de tres componentes: el generador de claves, el algoritmo de cifrado, y el algoritmo de descifrado. 

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Variante de la criptografía asimétrica o de clave pública basada en las matemáticas de las curvas elípticas. Sus autores argumentan que la CCE puede ser más rápida y usar claves más cortas que los métodos antiguos — como RSA — al tiempo que proporcionan un nivel de seguridad equivalente.



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NIST y ANSI X9 han establecido unos requisitos mínimos de tamaño de clave de 1024 bits para RSA y DSA y de 160 bits para ECC, correspondientes a un bloque simétrico de clave de 80 bits.

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NIST ha publicado una lista de curvas elípticas recomendadas de 5 tamaños distintos de claves (80, 112, 128, 192, 256).

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En general, la CCE sobre un grupo binario requiere una clave asimétrica del doble de tamaño que el correspondiente Ing J.Zelada Peralta


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En informática, Hash se refiere a una función o método para generar claves o llaves que representen de manera casi unívoca a un documento, registro, archivo, etc., resumir o identificar un dato a través de la probabilidad, utilizando una función hash o algoritmo hash. Un hash es el resultado de dicha función o algoritmo.



Alg oritmos Hash de una dirección Algoritmos • MD4 y MD5 Algoritmo Hash Datos


• SHA-0 •SHA-2 Hash

SHA-1


Alg oritmos Hash de una dirección con clave Algoritmos

Datos

Algoritmo Hash

• MAC

Hash

Clave Privada



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En criptografía, MD5 ( de MessageDigest Algorithm 5, Algoritmo de Resumen del Mensaje 5) es un algoritmo de reducción criptográfico de 128 bits ampliamente usado.



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MD5 ("Esto sí es una prueba de MD5") = e99008846853ff3b725c27315e469fbc Un simple cambio en el mensaje nos da un cambio total en la codificación hash, en este caso cambiamos dos letras, el «sí» por un «no». MD5 ("Esto no es una prueba de MD5") = dd21d99a468f3bb52a136ef5beef5034



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Otro ejemplo sería la codificación de un campo vacío: MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e



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El primero salió llamado SHA. Sin oficialmente se evitar confusiones

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Dos años más tarde su sucesor de SHA fue publicado con el nombre de SHA-1.

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Existen cuatro variantes más, cuyas diferencias se basan en un diseño algo modificado y rangos de salida SHA-224, SHAincrementados: 256, SHA-384, y SHA512 (llamándose SHA-2 a todos ellos).


en 1993 , oficialmente embargo, hoy día, no le llama SHA-0 para con sus sucesores.




Protocolos

Actuacion de usuarios

CRIPTO SISTEMA

Gestion de claves Ing J.Zelada Peralta

Algoritmos cifrado




Es un esquema matemático para demostrar la autenticida d de un mensaje o documento digital.



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Una firma digital válida, da al receptor seguridad de que el mensaje fue enviado por un remitente conocido y que además no fue alterado durante su transito.



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Las firmas digitales son comúnmente utilizadas para la distribución de software, transacciones financieras y en otro casos donde es importante detectar adulteraciones, fraudes y tampering



Consiste de 3 algoritmos: 

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Un algoritmo para la generación de claves que selecciona una clave privada de manera aleatoria y uniforme de un posible grupo de claves privadas. La salida del algoritmo nos da la clave privada y su clave publica. El algoritmo de firma, el cual dado un mensaje y una clave privada, produce una firma. El algoritmo de verificación, el cual dado un mensaje, una clave publica y una firma;



Sistema Descentralizado Utiliza Web Trust ( webs de confianza); PGP es el algoritmo utilizado. No existe un tercero, entre el que envia y el que recibe. 

Sistema Centralizado Aqui se utiliza los PKI, que vendria a ser el tercero de confianza entre el que envia y el receptor 



PGP (Pretty Good Privacy).- usa una combinacion serial de :  hashing,  compresion de datos,  criptografia de clave simétrica y finalmente  criptografia de clave publica; cada paso involucra el uso de varios de estos Ing J.Zelada Peralta


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IETF ( Internet Engineering Task Force) se ha basado en el diseño de PGP para crear el estándar de Internet OpenPGP.

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Las últimas versiones de PGP son conformes o compatibles en mayor o menor medida con ese estándar.

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La compatibilidad entre versiones de PGP y la historia del esfuerzo por estandarizar OpenPGP, se tratan a continuación.



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Seguridad en PGP Utilizado correctamente, PGP puede proporcionar un gran nivel de seguridad. A diferencia de protocolos de seguridad como SSL, que sólo protege los datos en tránsito (es decir, mientras se transmiten a través de la red), PGP también puede utilizarse para proteger datos almacenados en discos, copias de seguridad, etcétera.



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En criptografía un web de confianza, ( web of trust) es un concepto utilizado en PGP, GnuPG, y otros sistemas OpenPGP- compatible, para establecer la autenticidad de la ligadura entre una clave publica y un usuario.

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Este modelo de raíz descentralizada, es una alternativa al modelo centralizado de infraestructura de claves publicas (PKI ), el cual descansa exclusivamente sobre una



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De la misma forma como hay redes de computadores, alli tambien hay muchos independientes webs de confianza y cualesquier usuario puede ser parte de ellos y enlazarce entre multiples webs trust.



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En criptografía, una infraestructura de clave publica (o PKI, Public K ey Infrastructure ) es una combinación de hardware y software, políticas y procedimientos de seguridad que permiten la ejecución con garantías de operaciones criptográficas como el cifrado, la firma digital o el no repudio de transacciones electrónicas.



En una operación criptográfica que use infraestructura PKI, intervienen conceptualmente como mínimo las siguientes partes : 

Un usuario iniciador de la operación

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Unos sistemas servidores que dan fe de la ocurrencia de la operación y garantizan la validez de los certificados implicados en la operación (Autoridad de Certificación, Autoridad de registro y Sistema de Sellado de tiempo)

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Un destinatario de los datos cifrados/firmados/enviados garantizados por



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La autoridad de certificación ( CA, Certificate Authority ) es la encargada de emitir y revocar certificados. Es la entidad de confianza que da legitimidad a la relación de una clave pública con la identidad de un usuario o servicio. La autoridad de registro ( RA, Registration Authority ) es la responsable de verificar el enlace entre los certificados (concretamente, entre la clave pública del certificado) y la identidad de sus titulares. Los repositorios: son las estructuras encargadas de almacenar la información relativa a la PKI. Los dos repositorios más importantes son el repositorio de certificados y el repositorio de listas de revocación de certificados. En una lista de revocación de certificados (o, en Ing J.Zelada Peralta CRL, Certificate Revocation List) se incluyen inglés, todos aquellos certificados que por algún motivo




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La autoridad de validación ( VA, Validation Authority ) es la encargada de comprobar la validez de los certificados digitales.

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La autoridad de sellado de tiempo ( TSA,Time Stamp Authority ) es la encargada de firmar documentos con la finalidad de probar que existían antes de un determinado instante de tiempo.

Los usuarios y entidades finales son aquellos que poseen un par de claves (pública y privada) y un certificado asociado a su clave pública. Utilizan un conjunto de aplicaciones que hacen uso de la tecnología PKI (para validar firmar digitales, cifrar documentos para otros usuarios, etc.) Ing J.Zelada Peralta

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PKCS#7 (Cryptographic Message Syntax Standard – Clave publica con prueba de identidad para mensaje firmado y/o encriptado para PKI.

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Secure Sockets Layer (SSL) – Protocolo criptografico para comunicaciones seguras de internet.

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Online Certificate Status Protocol (OCSP) / Certificate Revocation List (CRL) – Esto es para las validaciones de las prueba de indentidad.

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PKCS#12 (Personal Information Exchange Syntax Standard) – Usado para almacenar





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Autenticación de usuarios y sistemas (login).

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Identificación del interlocutor.

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Cifrado de datos digitales.

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Firmado digital de datos (documentos, software, etc.)

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Asegurar las comunicaciones

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Garantía de no repudio (negar que cierta transacción tuvo lugar)








ECC

I K P

RSA PKIX

MD5

X.509 PGP

PKCS SHA IDEA CAs

ElGamal Ing J.Zelada Peralta

DES

S/MIME SSL


¿Qué es un Certificado Digital?  ¿Por qué necesito un certificado Digital?  ¿Dónde pondriamos un Certificado Digital?  ¿Cómo utilizariamos un Certificado Digital? 



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En rigor de verdad, no es más que un “documento digital” otorgado por un tercero de confianza, que da fe de la vinculación entre una clave pública y un individuo o entidad. Uno de los formatos de certificado más utilizados, es el estándar soportado por la “Unión Internacional de Telecomunicaciones” (ITU) denominado X.509 v3.



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Un certificado digital contiene generalmente :  Versión  Número de serie  Nombre de la entidad o persona a la que pertenece la clave pública  Clave pública de la entidad o persona nombrada  Fecha de expiración del certificado  Nombre de la entidad emisora



Versión Nº de serie Algoritmo Parámetros Autoridad de Certificación Inicio de la validez Caducidad de la validez Nombre del usuario Algoritmo Parámetros Clave pública del usuario Firma de la AC


Identificador del algoritmo

Período de validez

Clave pública que se firma

Función hash que se cifra con la clave privada de la AC






.DER - Certificado codificado en DER



.PEM - (Privacy Enhanced Mail) certificado DER codificado en Base64 , encerrado entre "-----BEGIN CERTIFICATE-----" y "-----END CERTIFICATE-----" (también algunas veces representado como .CRT, pero doblemente checkeado para estar seguros .)



.cer, .crt - usualmente DER en formato binario (igual como .der), pero también puede ser codificado en Base64 (como .pem).



.P7B - igual que .p7c

.P7C - PKCS#7 SignedData structure without data, Ing J.Zelada Peralta just certificate(s) or CRL(s) 


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P12 - PKCS#12, puede contener certificados y claves publicas y privadas (claves protegidas)

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PKCS#7 es un estándar para firmar o encriptar dato (oficialmente llamado sobre) Desde que el certificado es necesario para verificar el dato firmado, este esta incluido en la estructura de dato firmado. Un archivo .P7C-file es solamente una estructura de firma de datos, sin ningun dato firmado

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PKCS#12 evolución desde el estandard PFX (Personal inFormation eXchange) es usado para intercambiar objetos privados y públicos en un simple archivo.

Un .PEM-file puede contener certificados (o claves privadas , encerrados entre las líneas Ing J.Zelada Peralta BEGIN/END-lines (CERTIFICATE or RSA PRIVATE 


En criptografia, el X.509 es un estandard ITU-T para un sistema (PKI). X.509 especifica, entre otras cosas formatos estandarizados para :  certificados de clave publica,  listas de revocación de certificados,  atributos de certificados y  algoritmos de validación de certificación Ing J.Zelada Peralta


La estructura de un X.509 v3 certificado digital es como sigue:  Certificate  Version  Serial Number  Algorithm ID  Issuer  Validity  Not Before  Not After  Subject  Subject Public Key Info  Public Key Algorithm  Subject Public Key  Issuer Unique Identifier (Optional)  Subject Unique Identifier (Optional)  Extensions (Optional)  ...  Certificate Signature Algorithm  Certificate Signature Ing J.Zelada Peralta


Llamado asi en las aplicaciones y sus componentes criptograficos son :  Advanced Encryption Standard (AES) con tamaño de claves de 128 y 256 bits – para cifrado simetrico 

Elliptic-Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) -- para Firma digital

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Elliptic-Curve Diffie-Hellman (ECDH) –para acuerdo de claves

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Secure Hash Algorithm (SHA-256 and SHA384) -- para resumen de mensajes.



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Por CNSSP-15, la curva elíptica de 256bits (especificada en FIPS 186-2), SHA-256, y AES con claves de 128-bit son suficientes para protege protegerr información clasificada hasta el nivel SECRETO . La curva elíptica de 384-bits (especificada en FIPS 186-2), SHA384, y AES con clave de 256-bit keys son necesarias para la protección de información clasificada como ALTO



Existen diferentes tipos de certificado digital, en función de la información que contiene cada uno y a nombre de quién se emite el certificado:  Certificado personal , que acredita la identidad del titular.  Certificado de pertenencia a empresa , que además de la identidad del titular acredita su vinculación con la entidad para la que trabaja.  Certificado de representante , que además de la pertenencia a empresa acredita también los poderes de representación que el titular tiene sobre la misma. Ing J.Zelada Peralta


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Certificado de persona jurídica , que identifica una empresa o sociedad como tal a la hora de realizar trámites ante las administraciones o instituciones.

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Certificado de atributo, el cual permite identificar una cualidad, estado o situación. Este tipo de certificado va asociado al certificado personal. (p.ej. Médico, Director, Casado, Apoderado de..., etc.).



Además, existen otros tipos de certificado digital utilizados en entornos más técnicos: 

Certificado de servidor seguro, utilizado en los servidores web que quieren proteger ante terceros el intercambio de información con los usuarios.



Certificado de firma de código, para garantizar la autoría y la no modificación del código de aplicaciones informáticas



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La seguridad en la infraestructura PKI depende en parte de cómo se guarden las claves privadas. Para guardar la claves privadas existen una serie de elementos como los  

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Tokens SmartCards TPM



Son dispositivos especiales denominados tokens de seguridad diseñados para facilitar la integridad y seguridad de la clave privada, así como evitar que ésta pueda ser exportada. Estos dispositivos pueden incorporar medidas biométricas, como la verificación de huella dactilar, que permiten aumentar la confiabilidad, dentro de las limitaciones tecnológicas, en que sólo la persona dueña del certificado pueda utilizarlo.







Una tarjeta inteligente (smart card), o tarjeta con circuito integrado (TCI), es cualquier tarjeta del tamaño de un bolsillo con circuitos integrados que permiten la ejecución de cierta lógica programada. Aunque existe un diverso rango de aplicaciones, hay dos categorías principales de TCI. Ing J.Zelada Peralta


Las Tarjetas de memoria contienen sólo componentes de memoria no volátil y posiblemente alguna lógica de seguridad. Las tarjetas microprocesadoras contienen memoria y microprocesadores.







A Trusted Platform Module puede ser utilizadas para autenticar dispositivos hardware. Desde que cada chip TPM tiene un exclusiva clave RSA quemada en ella misma cuando es producida, la cual es capaz ser utilizada como una plataforma de autenticación. Por ejemplo esta puede ser utilizada para verificar que un sistema que solicita acceso es el sistema esperado. Ing J.Zelada Peralta






ULTIMOS AVANCES y DESARROLLOS



La Criptografia cuántica utiliza principios de la mecánica cuántica para garantizar la absoluta confidencialidad de la información transmitida. Las actuales técnicas de la criptografía cuántica permiten a dos personas crear, de forma segura, una clave secreta compartida que puede ser usada como llave para cifrar y descifrar mensajes usando métodos de criptografía simétrica. Ing J.Zelada Peralta



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Si un tercero intenta hacer eavesdropping durante la creación de la clave secreta, el proceso se altera detectándo al intruso antes de que se trasmita información privada. Es una consecuencia del principio de incertidumbre de Heisenberg, que dice que el proceso de medir en un sistema cuántico perturba dicho sistema.


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