Flujo de claves para niños
En criptografía, un flujo de claves es una secuencia de caracteres que parecen aleatorios o casi aleatorios. Estos caracteres se combinan con un mensaje normal (llamado texto plano) para transformarlo en un mensaje secreto (conocido como texto cifrado).
Los "caracteres" en un flujo de claves pueden ser bits (los unos y ceros que usan las computadoras), bytes (grupos de bits), números o letras, dependiendo de cómo se use.
Generalmente, cada carácter del flujo de claves se suma, resta o se combina de otra forma especial (como con una operación llamada XOR) con un carácter del texto plano. Esto se hace usando un tipo de cálculo llamado aritmética modular, que asegura que los resultados se mantengan dentro de un rango específico.
Los flujos de claves se usan en métodos de cifrado como la libreta de un solo uso y en la mayoría de los cifradores de flujo. Incluso los cifradores de bloque pueden generar flujos de claves. Por ejemplo, el modo CTR es una forma en que un cifrador de bloque puede producir un flujo de claves, convirtiéndolo en un cifrador de flujo.
Contenido
¿Qué es un Flujo de Claves?
Un flujo de claves es como una serie de números o letras secretas que se generan de forma especial. Imagina que tienes una lista muy larga de números secretos que solo tú y la persona a la que le envías el mensaje conocen. Esta lista es el flujo de claves.
¿Cómo Funciona un Flujo de Claves?
Para hacer un mensaje secreto, tomas cada letra de tu mensaje original y la combinas con una letra o número de tu flujo de claves. Es como si sumaras o mezclaras las dos. El resultado es una letra o número diferente que forma parte del mensaje secreto.
Cuando la otra persona recibe el mensaje secreto, usa la misma parte del flujo de claves para "deshacer" la mezcla. Así, puede obtener el mensaje original de vuelta. Es muy importante que el flujo de claves sea secreto y que no se repita si se usa para cifrar muchos mensajes.
El Alfabeto Secreto: Un Ejemplo Sencillo
Vamos a ver un ejemplo usando el alfabeto inglés de 26 letras (de la 'a' a la 'z'). Para este ejemplo, no podemos cifrar números, comas o espacios. Cada letra se convierte en un número, donde 'a' es 0, 'b' es 1, y así hasta 'z' que es 25. Los números del flujo de claves también deben estar entre 0 y 25.
Paso a Paso: Cifrando un Mensaje
Para cifrar, sumamos el número de la letra del texto plano con el número de la letra del flujo de claves. Si el resultado es mayor que 25, le restamos 26 para que el número "vuelva a empezar" desde 0. Por ejemplo, si el resultado es 26, se convierte en 0; si es 27, se convierte en 1, y así sucesivamente. Esto se llama aritmética modular.
Aquí, el mensaje "attack at dawn" (ataque al amanecer) se combina con el flujo de claves "kjcngmlhylyu" para crear el mensaje secreto "kcvniwlabluh".
| Texto plano | a | t | t | a | c | k | a | t | d | a | w | n |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Texto plano como números | 0 | 19 | 19 | 0 | 2 | 10 | 0 | 19 | 3 | 0 | 22 | 13 |
| Flujo de claves | k | j | c | n | g | m | l | h | y | l | y | u |
| Flujo de claves como números | 10 | 9 | 2 | 13 | 6 | 12 | 11 | 7 | 24 | 11 | 24 | 20 |
| Texto cifrado como números (antes de ajustar) | 10 | 28 | 21 | 13 | 8 | 22 | 11 | 26 | 27 | 11 | 46 | 33 |
| Texto cifrado como números (ajustados de 0 a 25) | 10 | 2 | 21 | 13 | 8 | 22 | 11 | 0 | 1 | 11 | 20 | 7 |
| Texto cifrado como texto | k | c | v | n | i | w | l | a | b | l | u | h |
Volviendo al Original: Descifrando el Mensaje
Para descifrar el mensaje, la persona que lo recibe hace lo contrario. Resta los mismos números del flujo de claves del mensaje secreto. Si el resultado es un número negativo, le suma 26 para que vuelva a estar en el rango de 0 a 25. Así, el mensaje original aparece de nuevo.
¿Para Qué se Usan los Flujos de Claves?
Los flujos de claves son muy importantes en la seguridad de la información. Se usan en:
- Cifrado de libreta de un solo uso: Este es un método de cifrado muy seguro donde el flujo de claves es completamente aleatorio, tan largo como el mensaje, y se usa solo una vez.
- Cifradores de flujo: Son algoritmos que generan un flujo de claves continuo para cifrar datos a medida que llegan, como en una conversación en tiempo real.
- Cifradores de bloque: Aunque normalmente cifran datos en bloques (pedazos fijos), algunos modos de operación, como el modo CTR, los convierten en generadores de flujos de claves.
Véase también
En inglés: Keystream Facts for Kids
