Criptografía y autenticación

La criptografía de clave común (共通鍵暗号方式), cuyo ejemplo representativo es AES, usa la misma clave para el cifrado y el descifrado, por lo que es rápida y se usa para cifrar las comunicaciones o el cuerpo de los archivos. La opción C describe la criptografía de clave pública (公開鍵暗号方式). La opción D describe una función hash (ハッシュ関数), que no usa clave y por tanto no es cifrado. La opción A también es el número de claves de la criptografía de clave pública; la criptografía de clave común necesita en cambio n(n-1)/2 claves.

El número de claves necesarias en la criptografía de clave común (共通鍵暗号方式) es n(n-1)/2, así que 50 × 49 ÷ 2 = 1,225. 100 es el valor de 2n para las mismas 50 personas si usaran criptografía de clave pública. 2,450 es 50 × 49 sin dividir entre 2 por error. 4,950 es el valor de n(n-1)/2 para 100 personas; todos ellos son incorrectos.

En la criptografía de clave pública (公開鍵暗号方式), cada persona tiene dos claves, una clave pública y una clave privada (秘密鍵), por lo que el total es 2n = 2 × 50 = 100. 1,225 es el valor n(n-1)/2 de la criptografía de clave común. 50 supone por error una clave por persona. 2,500 es n al cuadrado; todos ellos son incorrectos. La ventaja de la criptografía de clave pública es que, a medida que aumenta el número de personas, el número de claves crece más despacio que con el método de clave común.

La criptografía híbrida (ハイブリッド暗号方式) cifra el cuerpo de los datos con la criptografía de clave común, más rápida, y entrega solo esa clave común (la clave de sesión) (セッション鍵) cifrada con la clave pública del destinatario, resolviendo a la vez el problema de la velocidad y el de la distribución de claves (鍵配送問題). TLS usa este esquema. La opción B trata de funciones hash, que no son cifrado. No es un doble cifrado como en la opción C, ni procesa todo el cuerpo con criptografía de clave pública como en la opción D.

El cifrado para proteger la confidencialidad (機密性) se hace con la clave pública (公開鍵) del destinatario, B. Solo B tiene la clave privada (秘密鍵) correspondiente, por lo que solo B puede descifrarlo. Transformar los datos con la clave privada de A es una firma digital (ディジタル署名), no un cifrado. La clave pública de A puede obtenerla cualquiera, así que cifrar con ella no permitiría que nadie lo descifrara y no protegería la confidencialidad. La clave privada de B pertenece solo a B, por lo que A no puede usarla.

Como para cifrarlo se usó la clave pública del destinatario, solo la clave privada (秘密鍵) correspondiente del destinatario puede descifrarlo. La clave pública del destinatario es precisamente la clave que se usó para cifrar y no puede revertirlo. La clave privada del remitente pertenece solo al remitente. La clave pública del remitente se usa para verificar una firma digital (ディジタル署名), no para descifrar un documento confidencial.

Como incluso un ligero cambio en la entrada provoca un gran cambio en la salida, las funciones hash (ハッシュ関数) pueden usarse para detectar la alteración (改ざん) de archivos. La opción D contradice la unidireccionalidad (一方向性): la recuperación no es posible (por eso no es cifrado). La opción A también es incorrecta: sea cual sea la longitud de la entrada, la salida tiene longitud fija (256 bits en SHA-256, por ejemplo). La opción B también es incorrecta; la resistencia a colisiones (衝突困難性), es decir, que sea difícil encontrar datos distintos con el mismo valor, es una propiedad exigida.

Una sal (ソルト) es una cadena aleatoria, distinta para cada usuario, que se añade a la contraseña antes de aplicarle el hash, de modo que el valor guardado es distinto incluso para la misma contraseña, lo que inutiliza una tabla arcoíris (レインボーテーブル) precalculada. La opción C es el propósito del estiramiento (ストレッチング), que repite el cálculo muchos miles de veces, una medida distinta de la sal. La opción D contradice la unidireccionalidad del hash. La opción A describe un efecto que la sal no tiene.

Con el cifrado de disco completo (ディスク全体の暗号化), el contenido no puede leerse sin superar la autenticación al arrancar, lo que lo hace eficaz contra las fugas de información (情報漏えい) por pérdida o robo. La opción B es incorrecta: una vez iniciada la sesión de forma legítima, los datos se descifran y pueden leerse, por lo que no sirve contra el malware. La opción D es función del cifrado de las comunicaciones o de archivos individuales. La opción C se logra mediante el control de acceso (アクセス制御).

La obsolescencia (危殆化) se refiere a que la criptografía deja de ser segura a medida que mejora la capacidad de cómputo o se descubren debilidades en un algoritmo. La preparación consiste en revisar periódicamente el algoritmo y la longitud de clave (鍵長) y mantener la capacidad de migrar, e incluye estudiar el paso a la criptografía poscuántica (耐量子計算機暗号) teniendo en cuenta las computadoras cuánticas. La opción A trata de prácticas de contraseñas, un asunto distinto de la obsolescencia criptográfica. La opción C compromete la confidencialidad en el momento en que se conserva una copia en texto plano. La opción B es un caso peligroso de dejar el riesgo sin abordar.

Una firma digital (ディジタル署名) se crea transformando el valor hash de un documento con la clave privada (秘密鍵) del remitente. Como solo el remitente tiene esa clave privada, permite demostrar tanto que el remitente lo creó como que no ha sido alterado. Usar la clave pública del destinatario es cifrar para la confidencialidad, no firmar. La clave privada del destinatario pertenece solo al destinatario. La clave pública del remitente se usa para verificar la firma y no puede usarse para crearla.

Como la firma se creó con la clave privada del remitente, se verifica con la clave pública (公開鍵) correspondiente del remitente. La clave privada del remitente pertenece solo al remitente y el destinatario no puede usarla. La clave pública del destinatario es la clave que usaría el remitente para cifrar por confidencialidad, y la clave privada del destinatario se usa para descifrar un mensaje dirigido al destinatario; ninguna de ellas se usa para verificar una firma (署名の検証).

Una firma (署名) se crea con la clave privada (秘密鍵) del remitente A y se verifica con la clave pública (公開鍵) de A. El cifrado se hace con la clave pública del destinatario B y se descifra con la clave privada de B. Solo la opción C cumple ambas direcciones. Las otras tres usan la clave privada de la otra parte (imposible, ya que solo esa persona la tiene) o cifran con la propia clave pública (que entonces nadie podría descifrar): en cada caso una de las direcciones está invertida, así que no funciona.

Lo que revela una firma digital (ディジタル署名) es la alteración (integridad) (完全性), que el remitente es auténtico y el no repudio (否認防止). El cuerpo se sigue enviando en texto plano, por lo que no puede impedir la interceptación (confidencialidad) (機密性); para ocultar también el contenido habría que cifrarlo con la clave pública del destinatario. Si el destinatario alterara el cuerpo, la verificación fallaría, así que no podría hacerlo pasar por obra del remitente. La firma, en todo caso, cierra la posibilidad de negarlo.

Como un MAC (メッセージ認証コード) se genera a partir de una clave secreta (秘密鍵) compartida entre el remitente y el destinatario, el destinatario también podría generar el mismo valor, por lo que no puede demostrar ante un tercero que solo el remitente podría haberlo creado. Por lo tanto, no puede ofrecer el no repudio (否認防止). Puede detectar la alteración y confirmar que la otra parte comparte la clave, y su procesamiento es ligero. Cuando también se necesita el no repudio, se usa en su lugar una firma digital, que utiliza una clave privada que solo tiene una persona.

Un certificado digital (ディジタル証明書) es una forma electrónica de identificación en la que una autoridad de certificación (CA) (認証局) firma, con su propia clave privada, una clave pública junto con información sobre su titular, lo que permite al destinatario confirmar que la clave pública pertenece realmente a esa parte. Una clave privada es algo que solo su titular guarda bajo estricto control, no algo que se confía a una CA. El cifrado de la propia comunicación lo realiza algo como TLS, y el certificado se usa para confirmar la legitimidad de la otra parte. No ofrece ninguna garantía sobre la presencia o ausencia de malware.

Un certificado raíz (ルート証明書) se sitúa en la cima de la cadena de certificados: es un certificado autofirmado (自己署名証明書) que la CA se emite a sí misma, viene preinstalado en el sistema operativo o el navegador y sirve como raíz de confianza (信頼の起点). Precisamente por eso es peligroso instalar un certificado raíz de origen desconocido: puede hacer que se confíe en un sitio falso como si fuera auténtico. Un certificado que identifica a una persona es un certificado de usuario (利用者証明書). Lo que podría parecer una lista de certificados se acerca más a una lista de revocación de certificados (CRL) (失効リスト), pero una CRL enumera los certificados revocados antes de su vencimiento, no los que han vencido. No interviene ninguna clave común.

Un certificado puede revocarse antes de su fecha de vencimiento, por ejemplo por la filtración de la clave privada o la salida de un empleado. Una lista de certificados revocados es la CRL (lista de revocación de certificados) (証明書失効リスト), y un método para consultar en línea el estado de los certificados de uno en uno es OCSP. SPF y DKIM verifican el origen del envío de un correo electrónico, SAML y OAuth son estándares para el inicio de sesión único (シングルサインオン) o la delegación de autorización, y AES y RSA son en sí algoritmos criptográficos; ninguno de ellos se usa para comprobar la revocación.

HTTPS cifra la comunicación con TLS, y el certificado del servidor (サーバ証明書) confirma que la conexión es con el servidor que figura en el certificado, lo que la hace más resistente a la escucha y la alteración en tránsito. Sin embargo, lo que muestra el certificado es la identidad de la otra parte, no la idoneidad de su gestión de la información, la seguridad de los archivos distribuidos ni su situación financiera. Conviene tener en cuenta que los sitios de phishing (フィッシングサイト) también pueden usar HTTPS.

La diferencia entre DV, OV y EV radica en el rigor de la verificación de identidad (身元確認) que realiza la autoridad de certificación (認証局). DV solo verifica el control sobre el nombre de dominio, OV verifica además que la organización existe realmente, y EV implica una revisión todavía más rigurosa. El tipo no cambia el algoritmo criptográfico ni la longitud de clave que se usan, ni determina el período de validez. Cualquier diferencia de tarifa es consecuencia del esfuerzo de revisión que implica; la esencia de la diferencia es la revisión en sí.

Los tres factores de autenticación (認証の3要素) son el conocimiento (algo que solo la persona sabe) (知識), la posesión (algo que solo la persona tiene) (所持) y la inherencia (una característica del propio cuerpo de la persona) (生体). La posesión corresponde a los métodos que usan una aplicación de smartphone, una tarjeta IC o un token de hardware. Una contraseña y una pregunta secreta son ambas conocimiento, y la comparación de huellas dactilares es inherencia. Combinar factores distintos convierte la autenticación en autenticación multifactor.

La autenticación multifactor (多要素認証) combina dos o más factores distintos entre conocimiento, posesión e inherencia, y una contraseña (conocimiento) combinada con una tarjeta IC (posesión) encaja en ella. Una pregunta secreta, una segunda contraseña y una fecha de nacimiento o un número de empleado son todos conocimiento; dividir la comprobación en dos pasos la convierte en verificación en dos pasos (二段階認証), pero como sigue siendo un único factor, no es autenticación multifactor. Esta distinción se pregunta con frecuencia en el examen.

Fijar un umbral más estricto hace más difícil aceptar a un impostor, pero también hace más probable rechazar al usuario auténtico. Es decir, la tasa de falsa aceptación (FAR) (他人受入率) baja mientras que la tasa de falso rechazo (FRR) (本人拒否率) sube. Como ambas mantienen una relación de compensación (トレードオフ) en torno al umbral, nunca bajan ni suben las dos a la vez. En situaciones en las que se prioriza la seguridad, como la entrada a una zona restringida, el umbral se fija para reducir la FAR aun a costa de causar molestias al usuario auténtico.

La EER (tasa de error igual) es la tasa de error en el punto en que la tasa de falso rechazo (FRR) (本人拒否率) y la tasa de falsa aceptación (FAR) (他人受入率) se igualan, y sirve como referencia para comparar la precisión global de los dispositivos: cuanto menor es el valor, mayor es la precisión. Sin embargo, esto no significa que la tasa de error llegue a cero, por lo que no puede afirmarse que el usuario auténtico nunca sea rechazado ni que la tasa de falsa aceptación sea siempre cero. La EER es una medida de precisión y no tiene nada que ver con la velocidad de procesamiento. En la operación real, el umbral (しきい値) se ajusta según el uso previsto.

Una contraseña de un solo uso (ワンタイムパスワード) es desechable y solo puede usarse una vez, por lo que, aunque el valor llegue a conocerse mediante escucha o mirando a escondidas, no puede reutilizarse. No está pensada para reducir el número de caracteres que hay que memorizar, y en la mayoría de los casos el valor lo genera una aplicación específica o un token. Tampoco es un mecanismo que impida que un dispositivo se infecte con malware ni que impida una fuga de información desde el propio servidor de autenticación. Un método con un objetivo similar es la autenticación por desafío-respuesta (チャレンジレスポンス認証), que nunca envía la propia contraseña por la ruta de comunicación.

Garantizar una longitud suficiente es lo que más contribuye a que una contraseña sea difícil de romper, y dejar de reutilizarla es la contramedida contra los ataques de relleno de credenciales (パスワードリスト攻撃). Lo que no se pueda memorizar debe gestionarse con un gestor de contraseñas (パスワードマネージャ). La reutilización hace que una filtración en un solo lugar se extienda a todos los servicios, y mostrarla en una nota adhesiva invita a que alguien simplemente la mire. Compartir un ID hace imposible rastrear de quién fue una acción, lo que vulnera el principio básico de la gestión de cuentas.

La autenticación basada en el riesgo (リスクベース認証) evalúa el nivel de peligro a partir de circunstancias como el dispositivo, la región y la hora del acceso, y solicita una verificación adicional solo cuando la situación se considera de riesgo, lo que frena los inicios de sesión no autorizados sin perder la comodidad del uso normal. El inicio de sesión único (シングルサインオン) es un mecanismo que permite acceder a varios sistemas con una sola autenticación. La autenticación por desafío-respuesta (チャレンジレスポンス認証) usa cada vez un valor aleatorio distinto para que la propia contraseña nunca se envíe por la red. CAPTCHA es un mecanismo para distinguir a una persona de un programa automatizado.

FIDO2 y las llaves de acceso (パスキー) funcionan devolviendo una firma hecha con una clave privada (秘密鍵) guardada en el propio dispositivo del usuario. Como en el lado del servidor no se guarda ningún secreto compartido (共有の秘密), una filtración desde el servidor no puede aprovecharse, y como por diseño la firma solo se devuelve al sitio legítimo, también resiste el phishing (フィッシング). No se trata de que la contraseña se cifre antes de enviarse: directamente no se usa ninguna contraseña. La clave privada la guarda el dispositivo, no la gestiona el servidor de forma centralizada.

La autenticación (認証) confirma si quien dice tener una identidad es realmente esa persona, y la autorización (認可) decide qué se le permite hacer a esa persona ya confirmada; primero va la autenticación y después la autorización. La opción C invierte las dos, lo cual es incorrecto. Poder iniciar sesión no es lo mismo que tener permiso para ver toda la información: trazar una línea como «la información de personal es solo para el personal de recursos humanos» es la función de la autorización. No es una distinción que dependa de dónde se implementa algo.

El RBAC agrupa en un rol (ロール) los permisos necesarios para cada función del puesto y asigna a las personas a los roles, por lo que un traslado de personal solo requiere reasignar el rol, y la revisión de permisos (権限の棚卸し) también puede hacerse rol por rol. La opción D describe el control de acceso discrecional (DAC) (任意アクセス制御) y la opción A describe el control de acceso obligatorio (MAC) (強制アクセス制御). La configuración individual, archivo por archivo, de la opción B no usa en absoluto el concepto de rol, por lo que no es RBAC, y se vuelve inmanejable a medida que aumenta el número de personas.

El principio de mínimo privilegio (最小権限の原則) consiste en conceder solo los derechos mínimos necesarios para el trabajo y retirarlos con prontitud cuando ya no se necesiten. Cuanto más amplios son los derechos, mayores son los daños potenciales de un error de operación o de un fraude interno (内部不正). Conceder derechos más amplios por si acaso, dar a todo un departamento los mismos derechos que a un superior o recurrir por defecto a los derechos de administrador cuando hay dudas son todos casos de concesión excesiva de privilegios y van en contra del principio.

La segregación de funciones (職務分掌) separa a quien solicita algo de quien lo aprueba, de modo que dividir funciones y permisos impide que una sola persona complete un fraude y permite que un error sea detectado por otra persona. En la situación descrita, este control mutuo (相互牽制) no funciona. La carga de trabajo, la velocidad de respuesta del sistema y la carga de gestionar los IDs son todas cuestiones de eficiencia y no explican el problema de control.

Una cuenta privilegiada (特権ID) puede hacer casi cualquier cosa, por lo que el principio es usarla solo cuando se necesite y registrar su préstamo, su devolución y el trabajo realizado. Compartir la cuenta hace imposible rastrear de quién fue una acción. Trabajar con ella en todo momento significa que un error de operación o una infección por malware pueden causar de golpe daños a una escala mucho mayor. Los registros de operaciones (操作ログ) solo funcionan como control cuando los revisa alguien distinto de quien hizo el trabajo, por lo que la revisión de la propia persona no basta.

En el momento de un traslado, siempre deben concederse los derechos del nuevo departamento al mismo tiempo que se retiran los del departamento anterior. Conceder sin retirar hace que los derechos se acumulen (privilegios residuales) (権限の残留), una situación que vulnera el principio de mínimo privilegio (最小権限の原則). Aplazar la revisión o esperar a que el empleado informe de un problema deja derechos innecesarios en vigor durante todo ese tiempo. Del mismo modo, cuando un empleado deja la empresa, la cuenta debe desactivarse sin demora.

La confianza cero (ゼロトラスト) no parte del supuesto de que algo es «seguro porque es interno»; verifica todos los accesos, combinando la comprobación del usuario y el dispositivo, el mínimo privilegio, la comunicación cifrada y la vigilancia continua. La opción C es precisamente el supuesto tradicional de confiar en el interior del perímetro (境界). La opción B es un malentendido: no significa abandonar la defensa perimetral (境界防御), sino añadir el supuesto de que tampoco debe confiarse en el interior. La opción D prohíbe por completo todo acceso externo, una idea distinta de la confianza cero.