Cifrado de Flujo RC4

El algoritmo RC4 es un algoritmo de cifrado en flujo, utilizado en protocolos de cifrado en comunicaciones como Transport Layer Security (TLS/SSL) y Wired Equivalent privacy (WEP), fue desarrollado por Ronald Rivest en 1987,. El nombre completo del algoritmo es Rivest Cipher 4 y fue mantenido en secreto, pero en septiembre de 1994 se filtro la información del algoritmo y fue publicado en varios sitios web.  

Este algoritmo destaca por su simplicidad y rapidez en software, pero presenta debilidades que le impiden ser una opción para implementar en un sistema: en la clave existen patrones invariantes que se propagan también al estado interno del algoritmo, dando como resultado que los primeros bytes generados por el RC4 sean predecibles.Otra vulnerabilidad permite la recuperación de la clave secreta, cuando ésta se deriva de una concatenación con un vector inicial publico; al recopilar un gran número de mensajes y vectores iniciales la clave queda expuesta.

El RC4 genera un flujo pseudoaleatorio de bits a partir de la clave original, la cual se combina con el mensaje en claro por medio de la operación lógica XOR. El descifrado es exactamente igual, debido a la simetría que presenta la operación binaria XOR. La obtención de la clave presenta dos módulos importantes, que son el corazón del algoritmo: un arreglo de 0016 a FF16 permutado(llamado S), y dos indices de 8 bits(llamados i y j).

Para generar correctamente una clave se necesita un arreglo de 256 bytes correctamente permutados.

Algoritmo Generación de S:

*Se construye el arreglo S de 0016 a FF16 .

*Se parte con parámetros x=0 y y=0 .

Donde K[y] es un byte de la clave original, S[z] es un byte del arreglo y longK es la longitud en bytes de la clave utilizada.

Cifrado y Descifrado

Para la obtención de el criptograma de un mensaje en claro se debe generar la clave a partir del arreglo S permutado, que es un generador de claves pseudoaleatorio manejado por los indices i y j. Estos parámetros se ajustan en i=0 y j=0 con las siguientes operaciones:

El indice del elemento de la clave a cifrar es  Finalmente se obtiene el criptograma aplicando la operación XOR.

Este algoritmo sigue el mismo proceso para descifrar un mensaje, pero la operación XOR se realiza entre la clave generada por el algoritmo y el criptograma.

Bibliografía

RC4  http://es.wikipedia.org/wiki/RC4

RC4  Ing. Aldo Jiménez Arteaga  http://samhain.softgot.com/criptografia/lecturasnotas/algoritmos/rc4.pdf

Cifrado Skipjack

El cifrado Skipjack fue desarrollado por la NSA, Nacional Security Agency, esta contenido en los chip Clipper y Capstone y su implementacion solo esta permitida por hardware.

El chip Clipper es un microprocesador desarrollado por el gobierno de los Estados Unidos para se utilizado como dispositivo de cifrado por las compañias de telecomunicaciones dedicadas a la transmision de voz.

Capstone es el nombre de un proyecto a largo plazo desarrollado por el gobierno de los Estados Unidos para desarrollar estándares criptograficos para uso publico y de gobierno.

Skipjack es un cifrado simétrico que usa bloques de 64 bits y una clave de 80 bits, este utilizaba el programa Clipper, pero no tenia el deposito de claves incorporado, este es un algoritmo de alto riesgo, lo que quiere decir que había un elevado riesgo de que este fuera comprometido.

Este es mas lento que Bowfish y algunas propuestas AES, pero aun asi es el doble de rapido que DES en micros de 32 bits. Es rapido cuando se usa en tarjetas inteligentes y eficiente en hardware.

Skipjack es una red no equilibrada de Feistel.

El algoritmo de Feistel se denomina simétrico por rondas, realiza siempre las mismas operaciones cierto numero de veces. Los pasos de la red de Feistel son entre algunos mas:

*Se selecciona una cadena, N, normalmente de 64 o 128 bits, y se divide en dos subcadenas, L y R, de igual longitud

*Se toma una funcion, F y una clave Ki

*Se realizan una serie de operaciones complejas con F y Ki y con L o R

*La cadena obtenida se cambia por la cadena con la que no se han realizado operaciones, y se siguen haciendo las rondas.

La red no equilibrada de Feistel usa una estructura modificada en la cual L y R son de diferente tamaño.

Skipjack tiene un diseño mu simple y fragil ya que a cualquier modificacion que se le haga, hasta la mas minima, y este puede romperse.

Bibliográfica:

Cifrado SkipJack,  Applied Cryptography, B. Schneider   

http://www.matematicas.net/paraiso/cripto.php?id=skipjack

Feistel Cypher

http://en.wikipedia.org/wiki/Feistel_cipher#Unbalanced_Feistel_cipher

Estenografía

La esteganografía es la parte de la criptografia en la que se estudian y aplican técnicas que permiten ocultar mensajes u objetos, dentro de otros, llamados portadores, de modo que no se perciba su existencia. 

Programa (Incompleto)

El programa le pregunta al usuario cual es el mensaje que el desea ocultar dentro de la imagen, debido a que el programa esta incompleto solo puede guardar el mensaje que este recibe y no lo puede descifrar.

Ejecución
Las imagenes superiores son la imagenes originales.
El mensaje a ocultar sera: Hola a todos

Imágenes

Conclusion:

La esteganografía puede ser un método bueno para ocultar información a la vista de todos pero si uno no la sabe manejar de la manera adecuada esta puede ser evidente y uno puede recuperar el mensaje.

Generación de números pseudoaleatorios en Python, Java y C#

¿Que es un numero pseudoaleatorio?

Los números pseudoaleatorios son aquellos generados por un proceso que aparenta la producción de números aleatorios cuando no son aleatorios realmente, esta secuencia de números no muestra ningún patrón desde un punto de vista estadístico.

Codigo

Utilizando los lenguajes de Python, Java y C# determinaremos que tan efectivos son cada uno para darnos números pseudoaleatorios basándonos en la "Distribucion Uniforme" nos dice que los resultados aleatorios de variables continuas tienen la misma probabilidad.

Python

Java

C#



Como se pudo observar en los códigos se generaron 20000 números aleatorios de 0 y 1 y se realizo 18 corridas de dichos programas, los resultados de la celda superior es la cantidad de 1 obtenidos y la celda inferior son los 0:

Corridas	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Python	10092	9936	10039	9993	9835	9984	10029	10021	10037
	9908	10064	9961	10007	10165	10016	9971	9979	9963
Java	9940	9985	9942	10047	10079	10040	9933	10020	9871
	10060	10015	10058	9953	9921	9960	10067	9980	10129
C#	9957	9944	10027	9961	9998	10014	10066	9965	10034
	10043	10056	9973	10039	10002	9986	9934	10035	9966

10	11	12	13	14	15	16	17	18
9875	9839	9923	10000	10181	9915	10001	10017	9919
10125	10161	10077	10000	9819	10085	9999	9983	10081
9962	9891	9940	10137	10052	9945	9874	9946	10090
10038	10109	10060	9863	9948	10055	10126	10054	9910
9865	9870	10073	10026	10029	10116	10016	9958	10138
10135	10130	9927	9974	9971	9884	9984	10042	9862

Sacando un promedio y porcentaje  se obtuvo los siguientes resultados:

	1	0
Python	49.89888889	50.10111111
Java	49.915	50.085
C#	49.98416667	50.01583333

En Gráfica:

Conclusion

El lenguaje C# estuvo mas cercano a lo descrito por la "Distribución Uniforme" ya que acorde a esta, ambos números deben de tener la misma probabilidad de salir.

Bibliografia

Libro: Python al descubierto       Autor: Arturo Fernández Montoro

Libro: Visual C# 3 Edición         Autor: Javier Ceballos

Titulo: Números Pseudoaleatorios 
URL: https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_pseudoaleatorio

Titulo: Distribucion Uniforme Continua
URL: http://es.wikipedia.org/wiki/Distribuci%C3%B3n_uniforme_continua

Encriptacion y Desencriptacion de un mensaje

El principal objetivo del programa es el preguntarle al usuario la cantidad y tamaño de claves que desea crear para encriptar un mensaje, una ves creado los archivos se le preguntara al usuario si desea enciptar o desencriptar un mensaje, ingrese el mensaje y lo encripte o desencripte.

Enseguida se muestra el código (Incompleto).

El código esta incompleto y tiene errores en la encriptacion ya que al momento de leer el codigo del el archivo, si es que hay números de dos o mas dígitos, al capturarlo en una lista separa todos los elementos, se podrá guardar los valores de la lista en otra lista y asegurarnos de que omita los espacios en blanco y otros datos no deseados, luego teniendo el mensaje, el código de encriptacion y el alfabeto a utilizar y podrás cambiar la letra del mensaje por una del alfabeto basándote en el codigo conseguido del documento y luego eliminar dicho código para no volver a utilizarlo.

Bibliográfias:

Libro: Python al descubierto       Autor: Arturo Fernández Montoro

Titulo: The Python Tutorial    URL: http://docs.python.org/2/tutorial/