^Prefacio

 

Introducción

El concepto de seguridad deberá ser adaptado a las posibilidades y herramientas disponibles en forma local, dado que los recursos están limitados en cuanto a su valor monetario. Sin embargo, las posibilidades son múltiples, y este estudio intenta evaluar las herramientas disponibles actualmente y como se puede hacer un uso efectivo de las mismas.

Método empleado

Desde el punto de vista de los accesos al sistema se deben analizar cuidadosamente los accesos a los datos, a los equipamientos utilizados, a los medios de almacenamiento y resguardo, al sitio donde se desarrollan tareas criticas, a los programas. Este enfoque permitirá al análisis en profundidad de las herramientas disponibles; la optimización del uso de tales herramientas nos conducirá hacia la solución optima de una manera natural, obviando las consideraciones superfluas y aplicando selectivamente la metodología hallada.

El enfoque dado a la seguridad según el objetivo propuesto es el siguiente:

 

Organización de este trabajo

Nos presentamos la problemática general de la seguridad en el entorno de las redes informáticas, haciendo una descripción introductoria a los elementos utilizados, metodologías existentes, los peligros de seguridad, las respuestas dadas actualmente a esos problemas. Presento también ejemplos de sistemas de seguridad intentados en las redes de comunicación actuales. El objetivo de este capítulo es dar una visión introductoria al tema, abordando el problema presentado actualmente a nivel mundial.

 

 ^{Seguridad en redes informaticas}

 

La problemática de la seguridad

Desde el comienzo de la utilización de sistemas informáticos ha existido una gran preocupación por la seguridad de la información que almacenan. Los responsables de los Centros de Cómputos se han encargados desde hace años de implantar controles de seguridad física frente a intrusos interesados en acceder a los sistemas, y han realizado periódicamente copias de seguridad para prevenir posibles pérdidas involuntarias de los datos.

La extensión de la microinformática y de las redes de ámbito mundial que interconectan recursos informáticos de todo tipo, ha hecho que los peligros que sufre la información almacenada en los diversos sistemas crezcan considerablemente y se diversifiquen, y que las medidas adoptadas internamente en los Centros de Computo resulten insuficientes.

En los últimos meses no sólo la prensa especializada en informática, sino todos los medios de difusión han hecho eco del futuro de las autopistas de la información, cuyo embrión está representado por la red Internet. A raíz de la interconexión del mundo empresarial a esta red, viaja por ella y se almacena información de todo tipo, que abarca desde noticias o cotilleos, documentos, normas y aplicaciones informáticas de libre distribución hasta complejas transacciones que requieren medidas de seguridad que garanticen la confidencialidad, la integridad y el origen de los datos.

La escucha electrónica, que permite la obtención y posible manipulación de información privada, y los sabotajes realizados tanto por atacantes externos como internos, están causando últimamente la pérdida de grandes cantidades de dinero.

Pero, ¿cómo controlar el acceso indebido a aplicaciones y a la información almacenada?, ¿cómo garantizar la integridad o la confidencialidad de la información que viaja a través de las redes?, ¿cómo comprobar de manera fiable que el emisor y el receptor de una información son realmente quienes dicen ser?, o ¿cómo garantizar que el emisor no niegue haber enviado algo y el receptor no niegue haberlo recibido?.

En este trabajo se pretende dar una respuesta a estos interrogantes. Estas soluciones consisten en dotar a las redes de una serie de servicios de seguridad.

 

La extensión de la tecnología de Redes

 

Proceso distribuido

Parece lógico suponer que las computadoras podrán trabajar en conjunto cuando dispongan de la conexión de banda ancha. ¿Cómo conseguir, sin embargo, que computadoras de diferentes fabricantes en distintos países funcionen en común a través de todo el mundo? Hasta hace poco, la mayoría de las computadoras disponían de sus propias interfaces y presentaban su estructura particular. Un equipo podía comunicarse con otro de su misma familia, pero tenía grandes dificultades para hacerlo con un extraño. Sólo los más privilegiados disponían del tiempo, conocimientos y equipos necesarios para extraer de diferentes recursos informáticos aquello que necesitaban.

En los años noventa, el nivel de concordancia entre las diferentes computadoras alcanzó el punto en que podían interconectarse de forma eficaz, lo que le permite a cualquiera sacar provecho de un equipo remoto. Los principales componentes son:

Cliente/servidor

En vez de construir sistemas informáticos como elementos monolíticos, existe el acuerdo general de construirlos como sistemas cliente/servidor. El cliente (un usuario de PC) solicita un servicio (como imprimir) que un servidor le proporciona (un procesador conectado a la LAN). Este enfoque común de la estructura de los sistemas informáticos se traduce en una separación de las funciones que anteriormente forman un todo. Los detalles de la realización van desde los planteamientos sencillos hasta la posibilidad real de manejar todos los ordenadores de modo uniforme.

Tecnología de objetos

Otro de los enfoques para la construcción de los sistemas parte de la hipótesis de que deberían estar compuestos por elementos perfectamente definidos, objetos encerrados, definidos y materializados haciendo de ellos agentes independientes. La adopción de los objetos como medios para la construcción de sistemas informáticos ha colaborado a la posibilidad de intercambiar los diferentes elementos.

Sistemas abiertos

Esta definición alude a sistemas informáticos cuya arquitectura permite una interconexión y una distribución fáciles. En la práctica, el concepto de sistema abierto se traduce en desvincular todos los componentes de un sistema y utilizar estructuras análogas en todos los demás. Esto conlleva una mezcla de normas (que indican a los fabricantes lo que deberían hacer) y de asociaciones (grupos de entidades afines que les ayudan a realizarlo). El efecto final es que sean capaces de hablar entre sí.

El objetivo último de todo el esfuerzo invertido en los sistemas abiertos consiste en que cualquiera pueda adquirir computadoras de diferentes fabricantes, las coloque donde quiera, utilice conexiones de banda ancha para enlazarlas entre sí y las haga funcionar como una máquina compuesta capaz de sacar provecho de las conexiones de alta velocidad.

Protocolo de intercambio

En informática, como en las relaciones humanas, señal mediante la cual se reconoce que puede tener lugar la comunicación o la transferencia de información. Los protocolos de intercambio se pueden controlar tanto con hardware como con software. Un protocolo de intercambio de hardware, como el existente entre un ordenador o computadora con una impresora o con un módem, es un intercambio de señales, a través de cables específicos, en el que cada dispositivo señala su disposición para enviar o recibir datos. Un protocolo de software, normalmente el que se intercambia durante las comunicaciones del tipo módem a módem, consiste en una determinada información transmitida entre los dispositivos de envío y de recepción. Un protocolo de intercambio de software establece un acuerdo entre los dispositivos sobre los protocolos que ambos utilizarán al comunicarse. Un protocolo de intercambio de hardware es, por tanto, similar a dos personas que físicamente estrechan sus manos, mientras que un protocolo de intercambio de software es más parecido a dos grupos que deciden conversar en un lenguaje particular.

 

Red (informática)

Conjunto de técnicas, conexiones físicas y programas informáticos empleados para conectar dos o más computadoras. Los usuarios de una red pueden compartir ficheros, impresoras y otros recursos, enviar mensajes electrónicos y ejecutar programas en otros ordenadores.

Una red tiene tres niveles de componentes: software de aplicaciones, software de red y hardware de red.

El software de aplicaciones

Está formado por programas informáticos que se comunican con los usuarios de la red y permiten compartir información (como archivos, gráficos o vídeos) y recursos (como impresoras o unidades de disco). Un tipo de software de aplicaciones se denomina cliente-servidor. Las computadoras cliente envían peticiones de información o de uso de recursos a otras computadoras llamadas servidores, que controlan datos y aplicaciones. Otro tipo de software de aplicación se conoce como ‘de igual a igual’ (peer to peer). En una red de este tipo, los ordenadores se envían entre sí mensajes y peticiones directamente sin utilizar un servidor como intermediario.

El software de red

Consiste en programas informáticos que establecen protocolos, o normas, para que las computadoras se comuniquen entre sí. Estos protocolos se aplican enviando y recibiendo grupos de datos formateados denominados paquetes. Los protocolos indican cómo efectuar conexiones lógicas entre las aplicaciones de la red, dirigir el movimiento de paquetes a través de la red física y minimizar las posibilidades de colisión entre paquetes enviados simultáneamente.

El hardware de red

Está formado por los componentes materiales que unen las computadoras. Dos componentes importantes son los medios de transmisión que transportan las señales de los ordenadores (típicamente cables o fibras ópticas) y el adaptador de red, que permite acceder al medio material que conecta a los ordenadores, recibir paquetes desde el software de red y transmitir instrucciones y peticiones a otras computadoras. La información se transfiere en forma de dígitos binarios, o bits (unos y ceros), que pueden ser procesados por los circuitos electrónicos de los ordenadores.

Conexiones de red

Una red tiene dos tipos de conexiones: conexiones físicas —que permiten a los ordenadores transmitir y recibir señales directamente— y conexiones lógicas, o virtuales, que permiten intercambiar información a las aplicaciones informáticas, por ejemplo a un procesador de textos. Las conexiones físicas están definidas por el medio empleado para transmitir la señal, por la disposición geométrica de los ordenadores (topología) y por el método usado para compartir información. Las conexiones lógicas son creadas por los protocolos de red y permiten compartir datos a través de la red entre aplicaciones correspondientes a ordenadores de distinto tipo, como un Apple Macintosh y un PC de IBM. Algunas conexiones lógicas emplean software de tipo cliente-servidor y están destinadas principalmente a compartir archivos e impresoras. El conjunto de Protocolos de Control de Transmisión y Protocolo de Internet (TCP/IP, siglas en inglés), desarrollado originalmente por el Departamento de Defensa estadounidense, es el conjunto de conexiones lógicas empleado por Internet, la red de redes planetaria. El TCP/IP, basado en software de aplicación de igual a igual, crea una conexión entre dos computadoras cualesquiera.

Medios de transmisión

El medio empleado para transmitir información limita la velocidad de la red, la distancia eficaz entre ordenadores y la topología de la red. Los cables bifilares de cobre o los cables coaxiales proporcionan velocidades de transmisión de algunos miles de bps (bits por segundo) a largas distancias y de unos 100 Mbps (millones de bits por segundo) a corta distancia. Las fibras ópticas permiten velocidades de entre 100 y 1.000 Mbps a largas distancias.

Topología

Las topologías más corrientes para organizar las computadoras de una red son las de punto a punto, de bus, en estrella y en anillo. La topología de punta a punta es la más sencilla, y está formada por dos ordenadores conectados entre sí. La topología de bus consta de una única conexión a la que están unidos varios ordenadores. Todas las computadoras unidas a esta conexión única reciben todas las señales transmitidas por cualquier computadora conectada. La topología en estrella conecta varios ordenadores con un elemento dispositivo central llamado hub. El hub puede ser pasivo y transmitir cualquier entrada recibida a todos los ordenadores —de forma semejante a la topología de bus— o ser activo, en cuyo caso envía selectivamente las entradas a ordenadores de destino determinados. La topología en anillo utiliza conexiones múltiples para formar un círculo de computadoras. Cada conexión transporta información en un único sentido. La información avanza por el anillo de forma secuencial desde su origen hasta su destino.

Las redes de área local (LAN, siglas en inglés), que conectan ordenadores separados por distancias reducidas, por ejemplo en una oficina o un campus universitario, suelen usar topologías de bus, en estrella o en anillo. Las redes de área amplia (WAN, siglas en inglés), que conectan equipos distantes situados en puntos alejados de un mismo país o en países diferentes, emplean a menudo líneas telefónicas especiales arrendadas como conexiones de punto a punto.

Compartir información

Cuando los ordenadores comparten conexiones físicas para transmitir paquetes de información, se emplea un conjunto de protocolos MAC (siglas en inglés de ‘control de acceso al medio’) para que la información fluya sin problemas a través de la red. Un protocolo MAC eficiente garantiza que el medio de transmisión no esté sin utilizar si alguna computadora tiene información que transmitir. También evita colisiones debidas a la transmisión simultánea, que desperdiciarían capacidad de transmisión. Los protocolos MAC también permiten que los distintos ordenadores accedan al medio de forma equitativa.

Un tipo de protocolo MAC es el Ethernet, empleado en topologías de bus o en estrella. Un ordenador conectado al Ethernet comprueba antes de nada si el medio compartido está siendo utilizado. Si no es así, el ordenador transmite la información. Como el ordenador puede comprobar si el medio está en uso la vez que envía paquetes, continúa vigilando la conexión compartida y deja de transmitir información si ocurre una colisión. Ethernet puede transmitir información a una velocidad de 10 Mbps.

Las computadoras también pueden utilizar protocolos MAC del tipo Token Ring, que transmiten un mensaje especial (en inglés, token) a través de la red. Esta contraseña da permiso a la computadora que lo recibe para que envíe un paquete de información por la red. En caso de que no tenga ningún paquete que enviar, pasa la contraseña al siguiente ordenador. Como sólo hay una contraseña en toda la red, en cada momento no hay más que una computadora que pueda transmitir información.

Funcionamiento y gestión de las redes

La gestión de la red y la administración del sistema son cruciales para que un sistema complejo de ordenadores y recursos interconectados pueda funcionar. El gestor de una red es la persona o el equipo responsable de configurar la red para que opere de forma eficiente. Por ejemplo, el gestor de la red puede tener que conectar directamente ordenadores que se comunican con frecuencia para reducir la interferencia con otros ordenadores. El administrador del sistema es la persona o el equipo responsable de configurar las computadoras y su software para emplear la red. Por ejemplo, el administrador del sistema puede instalar software de red y configurar el sistema de archivos de un servidor para que los computadores clientes puedan acceder a los ficheros compartidos.

Las redes pueden ser objeto de acceso ilegal, por lo que los archivos y recursos deben protegerse. Un intruso que se introdujera en la red podría espiar los paquetes enviados por la red o enviar mensajes ficticios. En el caso de información sensible, el cifrado de los datos (la codificación de la información mediante ecuaciones matemáticas) hace que un intruso no pueda leer los paquetes que lleguen a su poder. La mayoría de los servidores también emplean sistemas de autentificación para garantizar que una petición de leer o modificar un fichero o de utilizar recursos procede de un cliente legítimo y no de un intruso.

Tecnologías y tendencias futuras

El uso extendido de ordenadores portátiles ha impulsado avances en las redes inalámbricas. Las redes inalámbricas utilizan transmisiones de infrarrojos o radiofrecuencias para unir las computadoras portátiles a las redes. Las LAN inalámbricas de infrarrojos sólo funcionan dentro de una misma habitación, mientras que las LAN inalámbricas de radiofrecuencias pueden funcionar a través de casi cualquier pared. Las LAN inalámbricas tienen velocidades de transmisión que van desde menos de 1 Mbps hasta 8 Mbps, y funcionan a distancias de hasta unos cientos de metros. Las WAN inalámbricas emplean redes de telefonía celular, transmisiones vía satélite o equipos específicos y proporcionan una cobertura regional o mundial, pero su velocidad de transmisión es de sólo 2.000 a 19.000 bps.

En febrero de 1996, Fujitsu Ltd. , Nippon Telephone and Telegraph Corporation y un equipo de investigadores de AT&T consiguieron transmitir información a través de una fibra óptica a una velocidad de un millón de Mbps, lo que equivale a transmitir los periódicos de 300 años en un solo segundo. Esto se logró enviando simultáneamente por la fibra óptica luz de distintas longitudes de onda, cada una portadora de información diferente. Si esta nueva tecnología puede integrarse en una red, será posible enviar de forma barata información masiva como vídeo o imágenes tridimensionales.

Redes de comunicación

La posibilidad de compartir con carácter universal la información entre grupos de computadoras y sus usuarios; un componente vital de la era de la información. La generalización de la computadora personal (PC) y de la red de área local (LAN) durante la década de los ochenta ha dado lugar a la posibilidad de acceder a información en bases de datos remotas; cargar aplicaciones desde puntos de ultramar; enviar mensajes a otros países y compartir ficheros, todo ello desde una computadora personal.

Las redes que permiten todo esto son equipos avanzados y complejos. Su eficacia se basa en la confluencia de muy diversos componentes. El diseño e implantación de una red mundial de ordenadores es uno de los grandes milagros tecnológicos de las últimas décadas.

Módems y empresas de servicios

Todavía en la década de los setenta las computadoras eran máquinas caras y frágiles que estaban al cuidado de especialistas y se guardaban en recintos vigilados. Para utilizarlos se podía conectar un terminal directamente o mediante una línea telefónica y un módem para acceder desde un lugar remoto. Debido a su elevado coste, solían ser recursos centralizados a los que el usuario accedía por cuenta propia. Durante esta época surgieron muchas organizaciones, las empresas de servicios, que ofrecían tiempo de proceso en una mainframe. Las redes de computadoras no estaban disponibles comercialmente. No obstante, se inició en aquellos años uno de los avances más significativos para el mundo de la tecnología: los experimentos del Departamento de Defensa norteamericano con vistas a distribuir los recursos informáticos como protección contra los fallos. Este proyecto se llama ahora Internet.

Redes de área local (LAN)

Uno de los sucesos más críticos para la conexión en red lo constituye la aparición y la rápida difusión de la red de área local (LAN) como forma de normalizar las conexiones entre las máquinas que se utilizan como sistemas ofimáticos. Como su propio nombre indica, constituye una forma de interconectar una serie de equipos informáticos. A su nivel más elemental, una LAN no es más que un medio compartido (como un cable coaxial al que se conectan todas las computadoras y las impresoras) junto con una serie de reglas que rigen el acceso a dicho medio. La LAN más difundida, la Ethernet, utiliza un mecanismo denominado Call Sense Multiple Access-Collision Detect (CSMS-CD). Esto significa que cada equipo conectado sólo puede utilizar el cable cuando ningún otro equipo lo está utilizando. Si hay algún conflicto, el equipo que está intentando establecer la conexión la anula y efectúa un nuevo intento más adelante. La Ethernet transfiere datos a 10 Mbits/seg. , lo suficientemente rápido como para hacer inapreciable la distancia entre los diversos equipos y dar la impresión de que están conectados directamente a su destino.

Ethernet y CSMA-CD son dos ejemplos de LAN. Hay tipologías muy diversas (bus, estrella, anillo) y diferentes protocolos de acceso. A pesar de esta diversidad, todas las LAN comparten la característica de poseer un alcance limitado (normalmente abarcan un edificio) y de tener una velocidad suficiente para que la red de conexión resulte invisible para los equipos que la utilizan.

Además de proporcionar un acceso compartido, las LAN modernas también proporcionan al usuario multitud de funciones avanzadas. Hay paquetes de software de gestión para controlar la configuración de los equipos en la LAN, la administración de los usuarios, y el control de los recursos de la red. Una estructura muy utilizada consiste en varios servidores a disposición de distintos (con frecuencia, muchos) usuarios. Los primeros, por lo general máquinas más potentes, proporcionan servicios como control de impresión, ficheros compartidos y correo a los últimos, por lo general computadoras personales.

Conexiones internas en una LAN

Una LAN suele estar formada por un grupo de ordenadores, pero también puede incluir impresoras o dispositivos de almacenamiento de datos como unidades de disco duro. La conexión material entre los dispositivos de una LAN puede ser un cable coaxial, un cable de dos hilos de cobre o una fibra óptica. También pueden efectuarse conexiones inalámbricas empleando transmisiones de infrarrojos o radiofrecuencia.

Un dispositivo de LAN puede emitir y recibir señales de todos los demás dispositivos de la red. Otra posibilidad es que cada dispositivo esté conectado a un repetidor, un equipo especializado que transmite de forma selectiva la información desde un dispositivo hasta uno o varios destinos en la red.

Las redes emplean protocolos, o reglas, para intercambiar información a través de una única conexión compartida. Estos protocolos impiden una colisión de datos provocada por la transmisión simultánea entre dos o más computadoras. En la mayoría de las LAN, los ordenadores emplean protocolos conocidos como Ethernet o Token Ring. Las computadoras conectadas por Ethernet comprueban si la conexión compartida está en uso; si no es así, la computadora transmite los datos. Como los ordenadores pueden detectar si la conexión está ocupada al mismo tiempo que envían datos, continúan controlando la conexión compartida y dejan de transmitir si se produce una colisión. Los protocolos Token Ring transmiten a través de la red un mensaje especial (token en inglés). El ordenador que recibe la contraseña obtiene permiso para enviar un paquete de información; si el ordenador no tiene ningún paquete que enviar, pasa la contraseña al siguiente ordenador.

Conexiones externas en una LAN 

Las conexiones que unen las LAN con recursos externos, como otra LAN o una base de datos remota, se denominan puentes, reencaminadores y pasarelas (Gateways). Un puente crea una LAN extendida transmitiendo información entre dos o más LAN. Un camino es un dispositivo intermedio que conecta una LAN con otra LAN mayor o con una WAN, interpretando la información del protocolo y enviando selectivamente paquetes de datos a distintas conexiones de LAN o WAN a través de la vía más eficiente disponible. Una puerta conecta redes que emplean distintos protocolos de comunicaciones y traduce entre los mismos. Los computadores de una LAN emplean puertas o caminos para conectarse con una WAN como Internet. Estas conexiones suponen un riesgo para la seguridad porque la LAN no tiene control sobre los usuarios de Internet. Las aplicaciones transferidas desde Internet a la LAN pueden contener virus informáticos capaces de dañar los componentes de la LAN; por otra parte, un usuario externo no autorizado puede obtener acceso a ficheros sensibles o borrar o alterar ficheros. Un tipo de puerta especial denominado cortafuegos impide a los usuarios externos acceder a recursos de la LAN permitiendo a los usuarios de la LAN acceder a la información externa.

Avances

Los avances en la forma en que una red encamina la información permitirán que los datos circulen directamente desde el ordenador de origen hasta el de destino sin interferencia de otras computadoras. Esto mejorará la transmisión de flujos continuos de datos, como señales de audio o de vídeo. El uso generalizado de ordenadores portátiles ha llevado a importantes avances en las redes inalámbricas. Las redes inalámbricas utilizan transmisiones de infrarrojos o de radiofrecuencia para conectar ordenadores portátiles a una red. Las LAN inalámbricas de infrarrojos conectan entre sí computadoras situadas en una misma habitación, mientras que las LAN inalámbricas de radiofrecuencia pueden conectar computadoras separadas por paredes.

Las nuevas tecnologías de LAN serán más rápidas y permitirán el empleo de aplicaciones multimedia. Actualmente ya existen redes que emplean el modo de transferencia asíncrono (ATM, Asyncronous Transfer Mode) y LAN con Ethernet que son entre 10 y 15 veces más rápidas que las LAN corrientes. Para aprovechar la mayor rapidez de las LAN, los ordenadores deben aumentar su velocidad, en particular la del bus, la conexión que une la memoria del ordenador con la red. También habrá que desarrollar soporte lógico capaz de transferir eficientemente grandes cantidades de datos desde las redes a las aplicaciones informáticas.

Routers y bridges

Los servicios en la mayoría de las LAN son muy potentes. La mayoría de las organizaciones no desean encontrarse con núcleos aislados de utilidades informáticas. Por lo general prefieren difundir dichos servicios por una zona más amplia, de manera que los grupos puedan trabajar independientemente de su ubicación. Los Routers y los bridges son equipos especiales que permiten conectar dos o más LAN. El bridge es el equipo más elemental y sólo permite conectar varias LAN de un mismo tipo. El router es un elemento más inteligente y posibilita la interconexión de diferentes tipos de redes de ordenadores.

Las grandes empresas disponen de redes corporativas de datos basadas en una serie de redes LAN y Routers. Desde el punto de vista del usuario, este enfoque proporciona una red físicamente heterogénea con aspecto de un recurso homogéneo.

Redes de área extensa (WAN)

Cuando se llega a un cierto punto deja de ser poco práctico seguir ampliando una LAN. A veces esto viene impuesto por limitaciones físicas, aunque suele haber formas más adecuadas o económicas de ampliar una red de computadoras. Dos de los componentes importantes de cualquier red son la red de teléfono y la de datos. Son enlaces para grandes distancias que amplían la LAN hasta convertirla en una red de área extensa (WAN). Casi todos los operadores de redes nacionales (como DBP en Alemania o British Telecom en Inglaterra) ofrecen servicios para interconectar redes de computadoras, que van desde los enlaces de datos sencillos y a baja velocidad que funcionan basándose en la red pública de telefonía hasta los complejos servicios de alta velocidad (como frame relay y SMDS-Synchronous Multimegabit Data Service) adecuados para la interconexión de las LAN. Estos servicios de datos a alta velocidad suelen denominarse conexiones de banda ancha. Se prevé que proporcionen los enlaces necesarios entre LAN para hacer posible lo que han dado en llamarse autopistas de la información.

 

Una vista a los peligros que acechan en este ambiente

 

 

VIRUS

Los virus informáticos son programas, generalmente destructivos, que se introducen en el ordenador (al leer un disco o acceder a una red informática) y pueden provocar pérdida de la información (programas y datos) almacenada en el disco duro.

Historia 

En 1949, el matemático estadounidense de origen húngaro John Von Neumann, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), planteó la posibilidad teórica de que un programa informático se reprodujera. Esta teoría se comprobó experimentalmente en la década de 1950 en los Laboratorios Bell, donde se desarrolló un juego llamado Core Wars en el que los jugadores creaban minúsculos programas informáticos que atacaban y borraban el sistema del oponente e intentaban propagarse a través de él. En 1983, el ingeniero eléctrico estadounidense Fred Cohen, que entonces era estudiante universitario, acuñó el término de “virus” para describir un programa informático que se reproduce a sí mismo. En 1985 aparecieron los primeros caballos de Troya, disfrazados como un programa de mejora de gráficos llamado EGABTR y un juego llamado NUKE-LA. Pronto les siguió un sinnúmero de virus cada vez más complejos. El virus llamado Brain apareció en 1986, y en 1987 se había extendido por todo el mundo. En 1988 aparecieron dos nuevos virus: Stone, el primer virus de sector de arranque inicial, y el gusano de Internet, que cruzó Estados Unidos de un día para otro a través de una red informática. El virus Dark Avenger, el primer infector rápido, apareció en 1989, seguido por el primer virus polimórfico en 1990. En 1995 se creó el primer virus de lenguaje de macros, WinWord Concept.

El virus es un programa de ordenador que se reproduce a sí mismo e interfiere con el hardware de una computadora o con su sistema operativo (el software básico que controla la computadora). Los virus están diseñados para reproducirse y evitar su detección. Como cualquier otro programa informático, un virus debe ser ejecutado para que funcione: es decir, el ordenador debe cargar el virus desde la memoria del ordenador y seguir sus instrucciones. Estas instrucciones se conocen como carga activa del virus. La carga activa puede trastornar o modificar archivos de datos, presentar un determinado mensaje o provocar fallos en el sistema operativo.

Existen otros programas informáticos nocivos similares a los virus, pero que no cumplen ambos requisitos de reproducirse y eludir su detección. Estos programas se dividen en tres categorías: caballos de Troya, bombas lógicas y gusanos. Un caballo de Troya aparenta ser algo interesante e inocuo, por ejemplo un juego, pero cuando se ejecuta puede tener efectos dañinos. Una bomba lógica libera su carga activa cuando se cumple una condición determinada, como cuando se alcanza una fecha u hora determinada o cuando se teclea una combinación de letras. Un gusano se limita a reproducirse, pero puede ocupar memoria de la computadora y hacer que sus procesos vayan más lentos.

Cómo se producen las infecciones 

Los virus informáticos se difunden cuando las instrucciones —o código ejecutable— que hacen funcionar los programas pasan de un ordenador a otro. Una vez que un virus está activado, puede reproducirse copiándose en discos flexibles, en el disco duro, en programas informáticos legítimos o a través de redes informáticas. Estas infecciones son mucho más frecuentes en PC que en sistemas profesionales de grandes computadoras, porque los programas de los PC se intercambian fundamentalmente a través de discos flexibles o de redes informáticas no reguladas.

Los virus funcionan, se reproducen y liberan sus cargas activas sólo cuando se ejecutan. Por eso, si un ordenador está simplemente conectado a una red informática infectada o se limita a cargar un programa infectado, no se infectará necesariamente. Normalmente, un usuario no ejecuta conscientemente un código informático potencialmente nocivo; sin embargo, los virus engañan frecuentemente al sistema operativo de la computadora o al usuario informático para que ejecute el programa viral.

Algunos virus tienen la capacidad de adherirse a programas legítimos. Esta adhesión puede producirse cuando se crea, abre o modifica el programa legítimo. Cuando se ejecuta dicho programa, lo mismo ocurre con el virus. Los virus también pueden residir en las partes del disco duro o flexible que cargan y ejecutan el sistema operativo cuando se arranca el ordenador, por lo que dichos virus se ejecutan automáticamente. En las redes informáticas, algunos virus se ocultan en el software que permite al usuario conectarse al sistema.

Especies de virus 

Existen seis categorías de virus: parásitos, del sector de arranque inicial, multipartitos, acompañantes, de vínculo y de fichero de datos. Los virus parásitos infectan ficheros ejecutables o programas de la computadora. No modifican el contenido del programa huésped, pero se adhieren al huésped de tal forma que el código del virus se ejecuta en primer lugar. Estos virus pueden ser de acción directa o residentes. Un virus de acción directa selecciona uno o más programas para infectar cada vez que se ejecuta. Un virus residente se oculta en la memoria del ordenador e infecta un programa determinado cuando se ejecuta dicho programa. Los virus del sector de arranque inicial residen en la primera parte del disco duro o flexible, conocida como sector de arranque inicial, y sustituyen los programas que almacenan información sobre el contenido del disco o los programas que arrancan el ordenador. Estos virus suelen difundirse mediante el intercambio físico de discos flexibles. Los virus multipartitos combinan las capacidades de los virus parásitos y de sector de arranque inicial, y pueden infectar tanto ficheros como sectores de arranque inicial.

Los virus acompañantes no modifican los ficheros, sino que crean un nuevo programa con el mismo nombre que un programa legítimo y engañan al sistema operativo para que lo ejecute. Los virus de vínculo modifican la forma en que el sistema operativo encuentra los programas, y lo engañan para que ejecute primero el virus y luego el programa deseado. Un virus de vínculo puede infectar todo un directorio (sección) de una computadora, y cualquier programa ejecutable al que se acceda en dicho directorio desencadena el virus. Otros virus infectan programas que contienen lenguajes de macros potentes (lenguajes de programación que permiten al usuario crear nuevas características y herramientas) que pueden abrir, manipular y cerrar ficheros de datos. Estos virus, llamados virus de ficheros de datos, están escritos en lenguajes de macros y se ejecutan automáticamente cuando se abre el programa legítimo. Son independientes de la máquina y del sistema operativo.

Existen programas antivirus que los reconocen y son capaces de ‘inmunizar’ o eliminar el virus del ordenador.

Tácticas antivíricas

·         Preparación y prevención: Los usuarios pueden prepararse frente a una infección viral creando regularmente copias de seguridad del software original legítimo y de los ficheros de datos, para poder recuperar el sistema informático en caso necesario. Puede copiarse en un disco flexible el software del sistema operativo y proteger el disco contra escritura, para que ningún virus pueda sobrescribir el disco. Las infecciones virales pueden prevenirse obteniendo los programas de fuentes legítimas, empleando una computadora en cuarentena para probar los nuevos programas y protegiendo contra escritura los discos flexibles siempre que sea posible.

·         Cortafuegos, en seguridad informática, dispositivo que impide el acceso no autorizado a la red de área local de una organización. El cortafuegos puede residir en el servidor que actúa como gateway de la red de área local o en un sistema dedicado emplazado entre la red local e Internet, de manera que la red privada nunca accede a Internet directamente. Realiza el seguimiento de todos los archivos que entran o salen en la red de la organización para poder detectar el origen de virus o de intentos de acceso no autorizado.

Detección de virus 

Para detectar la presencia de un virus pueden emplearse varios tipos de programas antivíricos. Los programas de rastreo pueden reconocer las características del código informático de un virus y buscar estas características en los ficheros del ordenador. Como los nuevos virus tienen que ser analizados cuando aparecen, los programas de rastreo deben ser actualizados periódicamente para resultar eficaces. Algunos programas de rastreo buscan características habituales de los programas virales; suelen ser menos fiables.

Los únicos programas que detectan todos los virus son los de comprobación de suma, que emplean cálculos matemáticos para comparar el estado de los programas ejecutables antes y después de ejecutarse. Si la suma de comprobación no cambia, el sistema no está infectado. Los programas de comprobación de suma, sin embargo, sólo pueden detectar una infección después de que se produzca.

Los programas de vigilancia detectan actividades potencialmente nocivas, como la sobreescritura de ficheros informáticos o el formateo del disco duro de la computadora. Los programas caparazones de integridad establecen capas por las que debe pasar cualquier orden de ejecución de un programa. Dentro del caparazón de integridad se efectúa automáticamente una comprobación de suma, y si se detectan programas infectados no se permite que se ejecuten.

Contención y recuperación 

Una vez detectada una infección viral, ésta puede contenerse aislando inmediatamente los ordenadores de la red, deteniendo el intercambio de ficheros y empleando sólo discos protegidos contra escritura. Para que un sistema informático se recupere de una infección viral, primero hay que eliminar el virus. Algunos programas antivirus intentan eliminar los virus detectados, pero a veces los resultados no son satisfactorios. Se obtienen resultados más fiables desconectando la computadora infectada, arrancándola de nuevo desde un disco flexible protegido contra escritura, borrando los ficheros infectados y sustituyéndolos por copias de seguridad de ficheros legítimos y borrando los virus que pueda haber en el sector de arranque inicial.

Estrategias virales 

Los autores de un virus cuentan con varias estrategias para escapar de los programas antivirus y propagar sus creaciones con más eficacia. Los llamados virus polimórficos efectúan variaciones en las copias de sí mismos para evitar su detección por los programas de rastreo. Los virus sigilosos se ocultan del sistema operativo cuando éste comprueba el lugar en que reside el virus, simulando los resultados que proporcionaría un sistema no infectado. Los virus llamados infectores rápidos no sólo infectan los programas que se ejecutan sino también los que simplemente se abren. Esto hace que la ejecución de programas de rastreo antivírico en un ordenador infectado por este tipo de virus pueda llevar a la infección de todos los programas del ordenador. Los virus llamados infectores lentos infectan los archivos sólo cuando se modifican, por lo que los programas de comprobación de suma interpretan que el cambio de suma es legítimo. Los llamados infectores escasos sólo infectan en algunas ocasiones: por ejemplo, pueden infectar un programa de cada 10 que se ejecutan. Esta estrategia hace más difícil detectar el virus.

Hackers

Los hackers son usuarios muy avanzados que por su elevado nivel de conocimientos técnicos son capaces de superar determinadas medidas de protección. Su motivación abarca desde el espionaje industrial hasta el mero desafío personal. Internet, con sus grandes facilidades de conectividad, permite a un usuario experto intentar el acceso remoto a cualquier máquina conectada, de forma anónima.

El Hacker, originalmente, un aficionado a los ordenadores o computadoras, un usuario totalmente cautivado por la programación y la tecnología informáticas. En la década de 1980, con la llegada de las computadoras personales y las redes de acceso remoto, este término adquirió una connotación peyorativa, refiriéndose a menudo a alguien que invade en secreto las computadoras de otros, consultando o alterando los programas o los datos almacenados en las mismas. También se utiliza para referirse a alguien que, además de programar, disfruta desmenuzando sistemas operativos y programas para ver cómo funcionan.

Las redes corporativas u ordenadores con datos confidenciales no suelen estar conectadas a Internet; en el caso de que sea imprescindible esta conexión se utilizan los llamados cortafuegos, un ordenador situado entre las computadoras de una red corporativa e Internet. El cortafuegos impide a los usuarios no autorizados acceder a los ordenadores de una red, y garantiza que la información recibida de una fuente externa no contenga virus.

Unos ordenadores especiales denominados servidores de seguridad proporcionan conexiones seguras entre las computadoras conectadas en red y los sistemas externos como instalaciones de almacenamiento de datos o de impresión. Estos ordenadores de seguridad emplean el cifrado en el proceso de diálogo inicial, el comienzo del intercambio electrónico, lo que evita una conexión entre dos ordenadores a no ser que cada uno de ellos reciba confirmación de la identidad del otro.

Una técnica para proteger la confidencialidad es el cifrado. La información puede cifrarse y descifrarse empleando ecuaciones matemáticas y un código secreto denominado clave. Generalmente se emplean dos claves, una para codificar la información y otra para descodificarla. La clave que codifica la información, llamada clave privada, sólo es conocida por el emisor. La clave que descodifica los datos, llamada clave pública, puede ser conocida por varios receptores. Ambas claves se modifican periódicamente, lo que complica todavía más el acceso no autorizado y hace muy difícil descodificar o falsificar la información cifrada. Estas técnicas son imprescindibles si se pretende transmitir información confidencial a través de un medio no seguro como puede ser Internet. Las técnicas de firma electrónica permiten autenticar los datos enviados de forma que se pueda garantizar la procedencia de los mismos (imprescindible, por ejemplo, a la hora de enviar una orden de pago).

Respuestas a las actividades de intrusión

Criptografía

Ciencia que trata del enmascaramiento de la comunicación de modo que sólo resulte inteligible para la persona que posee la clave, o método para averiguar el significado oculto, mediante el criptoanálisis, de un texto aparentemente incoherente. En su sentido más amplio, la criptografía abarca el uso de mensajes encubiertos, cifras y códigos. Los mensajes encubiertos, como los ocultos en textos infantiles o los escritos con tinta invisible, cifran todo su éxito en no levantar ninguna sospecha; una vez descubiertos, a menudo no resultan difíciles de descifrar. Los códigos, en que las palabras y las frases se representan mediante vocablos, números o símbolos preestablecidos, por lo general resultan imposibles de leer si no se dispone del libro con el código clave.

La palabra criptografía se limita a veces a la utilización de cifras, es decir, métodos de transponer las letras de mensajes (no cifrados) normales o métodos que implican la sustitución de otras letras o símbolos por las letras originales del mensaje así como a diferentes combinaciones de tales métodos, todos ellos conforme a sistemas predeterminados. Hay diferentes tipos de cifras, pero todos ellos pueden encuadrarse en una de las dos siguientes categorías: transposición y sustitución.

En las claves de transposición, el mensaje se escribe, sin separación entre palabras, en filas de letras dispuestas en forma de bloque rectangular. Las letras se van transponiendo según un orden acordado de antemano, por ejemplo, por columnas verticales, diagonales o espirales, o mediante sistemas más complicados como el salto del caballo, basado en el movimiento del caballo de ajedrez. La disposición de las letras en el mensaje cifrado depende del tamaño del bloque utilizado y del camino seguido para inscribir y transponer las letras. Para aumentar la seguridad de la clave o cifra se puede utilizar una palabra o un número clave; por ejemplo, a la hora de transponer por columnas verticales, la palabra clave coma obligaría a tomar las columnas en el orden 2-4-3-1, que es el orden alfabético de las letras de la palabra clave, en lugar de la secuencia normal 1-2-3-4. Las cifras de transposición se pueden reconocer por la frecuencia de las letras normales según el idioma utilizado. Estas cifras se pueden desentrañar sin la clave reordenando las letras de acuerdo con diferentes pautas geométricas, al tiempo que se van resolviendo anagramas de posibles palabras, hasta llegar a descubrir el método de cifrado.

Cifras sencillas y complejas

En las cifras o claves sencillas de sustitución, cada letra se reemplaza por otra o por un símbolo. Las letras se dejan en su secuencia original, observando normalmente la separación de palabras. Estas claves se reconocen por la frecuencia de aparición de letras normales seguidas de otras incorrectas. Se pueden resolver mediante el análisis de frecuencias y detectando las características de determinadas letras, tales como la tendencia a formar letras dobles, prefijos y sufijos comunes, letras de inicio y final habituales y combinaciones frecuentes, como QU, CH, LL.

En las cifras de sustitución múltiple (poli alfabéticas) se utiliza una palabra o número clave. La primera letra del mensaje se puede cifrar añadiéndole el valor numérico de la primera letra de la palabra clave; la segunda letra del mensaje se cifra de forma análoga, utilizando la segunda letra de la palabra clave, y así sucesivamente, repitiendo la palabra clave tantas veces como sea necesario para cifrar todo el mensaje. Así, para cifrar la palabra MESA mediante la palabra clave CAB, M se convierte en O, ya que C es la tercera letra del alfabeto; E pasa a ser F, pues A es la primera letra, y S se convierte en U, pues B es la segunda letra del alfabeto. Para el resto del mensaje se repite la palabra clave y MESA queda codificada como OFUC. El sistema de tablas de Vigenère utiliza estos mismos principios.

En los sistemas poli alfabéticos más complejos, las letras de la palabra clave indican cuál de la serie de alfabetos de sustitución entremezclados debe utilizarse para cifrar cada letra del mensaje. En el auto cifrado se emplea una única letra clave para la primera letra del mensaje; la primera letra cifrada se utiliza entonces para cifrar la segunda (autoclave del texto cifrado) y así sucesivamente. Otros sistemas usan el código Morse con diferentes transposiciones o tablas complejas para la sustitución de letras en grupos de dos o tres. Las claves poli alfabéticas con palabra clave se caracterizan por una frecuencia de letras homogénea o aleatoria. Estas claves se pueden descifrar determinando la longitud de la palabra clave, por lo general tomando como base secuencias repetidas en el texto (método Kasiski), y aplicando a continuación el procedimiento de sustitución simple a cada uno de los alfabetos de sustitución descubiertos.

La combinación de los tipos básicos permite crear claves de diferentes grados de complejidad. Sin embargo, la clave deberá siempre recordarse o reproducirse fácilmente, pues de lo contrario deja de ser un mensaje para convertirse en un rompecabezas. Con tiempo y medios suficientes se pueden descifrar la mayoría de las claves, pero en cada caso deberá utilizarse el grado de complejidad suficiente para alcanzar el nivel de seguridad deseado. Las órdenes militares que deben permanecer en secreto durante muy pocas horas se pueden codificar con una clave que resultaría totalmente inadecuada para informes diplomáticos de más prolongada vigencia. Los mensajes se pueden transmitir a través de máquinas automáticas de cifrado. Un télex puede ser dotado de una palabra clave para codificar de forma automática todos los mensajes; la máquina receptora, con la misma clave, procederá a su descodificación.

Claves de computadora

En la actualidad, los organismos oficiales, los bancos y muchas empresas transmiten gran cantidad de información confidencial, en forma de comunicación de datos, de una computadora a otra. La comunicación se efectúa por línea telefónica u otros canales no privados. A principios de la década de 1970 se desarrolló LUCIFER, un sistema de cifrado basado tanto en la sustitución como en la transposición, y en 1976 se elaboró la técnica denominada Data Encryption Standard (DES)[1] sobre la base del primero. Utiliza el código binario compuesto por ceros y unos. Cada unidad recibe el nombre de bit. El DES transforma segmentos de mensaje de 64 bit en otros equivalentes de texto cifrado, empleando una clave de 56 bits. Cada usuario elige una clave al azar, que sólo comunica a aquellas personas autorizadas a conocer los datos protegidos. El mensaje real se codifica y descodifica automáticamente mediante equipos electrónicos incorporados a las computadoras emisoras y receptoras. Como existen más de 70.000 billones de combinaciones de 56 bit, la probabilidad de descubrir la clave aleatoria parece mínima. Sin embargo, algunos expertos han criticado la técnica DES por su vulnerabilidad frente a los potentes métodos de descodificación posibles para los grandes ordenadores.

Se han propuesto diferentes alternativas, como el criptosistema de clave pública (PKC), que utiliza una clave pública y otra secreta. El PKC, basado en un enfoque matemático, elimina el problema de la distribución de claves pero no resulta tan eficaz, desde el punto de vista informático, como el DES. En 1978 apareció el denominado algoritmo RSA, que utiliza dos números primos de 100 cifras, p y q, para formar su producto n= pq, desarrollando la dificultad inherente a la factorización de los números primos. Desde entonces se han estudiado muchas variantes de este tipo de claves, aunque parece ser que RSA continúa siendo el sistema más eficaz y seguro.

Libros cifrados

Los cifrados a partir de claves resultan más sencillos que los códigos, que exigen que tanto el emisor como el receptor posean el mismo libro de cifra. Por otro lado, un código bien construido es capaz de representar frases y párrafos enteros mediante símbolos, tales como grupos de cinco letras, y a menudo se utiliza más por razones de economía que de seguridad. Aunque un código bien construido puede proporcionar un nivel mayor de seguridad, la dificultad de imprimir y distribuir los libros cifrados en condiciones de absoluto secreto reduce su uso a lugares en los que los libros puedan quedar bien vigilados.

Historia

Los códigos secretos provienen de muy antiguo. Los escritores judíos de antaño a veces disfrazaban el significado de sus textos invirtiendo el alfabeto, es decir, utilizaban la última letra de éste en lugar de la primera, la penúltima en vez de la segunda, y así sucesivamente. Este sistema, denominado atbash, aparece en la Biblia, en Jer. 25,26, que escribe ‘Sesac’ en lugar de ‘Babel’, empleando la segunda y duodécima letras contando desde el final, no desde el principio, del alfabeto hebreo. Los éforos de Esparta se comunicaban con sus generales de campo por medio de mensajes escritos en los extremos de una banda de cuero que se enrollaba formando una espiral sobre un bastón llamado escitalo. Una vez desenrollado, el mensaje sólo podía volver a leerse si se enrollaba la cinta sobre un bastón idéntico. El escritor Polibio inventó el cuadro de 5 x 5, que se utilizó mucho en diferentes sistemas criptográficos. Julio César empleó un sistema consistente en adelantar cada letra cuatro posiciones.

La criptografía como herramienta de la seguridad

El objetivo de la criptografía es el de proporcionar comunicaciones seguras sobre canales inseguros, es decir, permitir que dos entidades, bien sean personas o bien aplicaciones, puedan enviarse mensajes por un canal que puede ser interceptado por una tercera entidad, de modo que sólo los destinatarios autorizados puedan leer los mensajes. Pero la criptografía no es en sí la seguridad, sólo es la herramienta básica que utilizan mecanismos más complejos para proporcionar, además de confidencialidad, otros servicios de seguridad.

La criptografía viene utilizándose desde la Antigüedad para enviar mensajes bélicos y amorosos de forma confidencial. Uno de los primeros criptosistemas conocidos es el llamado cifrado de Cesar, que consiste en sustituir cada letra del mensaje original por otra, la cual está determinada por la tercera siguiente en el alfabeto.

Este tipo de criptosistemas que basan su seguridad en mantener secreto el algoritmo, son fáciles de descifrar utilizando medios estadísticos. En la actualidad sólo los emplean los aficionados mientras que en medios profesionales han sido sustituidos por criptosistemas que basan su seguridad en mantener en secreto una serie de parámetros, llamados claves, de forma que el algoritmo puede ser conocido.

Seguridad informática

Técnicas desarrolladas para proteger los equipos informáticos individuales y conectados en una red frente a daños accidentales o intencionados. Estos daños incluyen el mal funcionamiento del hardware, la pérdida física de datos y el acceso a bases de datos por personas no autorizadas. Diversas técnicas sencillas pueden dificultar la delincuencia informática. Por ejemplo, el acceso a información confidencial puede evitarse destruyendo la información impresa, impidiendo que otras personas puedan observar la pantalla del ordenador, manteniendo la información y los ordenadores bajo llave o retirando de las mesas los documentos sensibles. Sin embargo, impedir los delitos informáticos exige también métodos más complejos.

En un sistema de los denominados ‘tolerante a fallos’ dos o más ordenadores funcionan a la vez de manera redundante, por lo que si una parte del sistema falla el resto asume el control.

Seguridad y gestión

El hecho de disponer de rápidas redes de computadoras capaces de interconectarse no constituye el punto final de este enfoque. Quedan por definir las figuras del “usuario de la autopista de la información” y de los “trabajos de la autovía de la información”.

Seguridad

La seguridad informática va adquiriendo una importancia creciente con el aumento del volumen de información importante que se halla en las computadoras distribuidas. En este tipo de sistemas resulta muy sencillo para un usuario experto acceder subrepticiamente a datos de carácter confidencial. La norma Data Encryption System (DES) para protección de datos informáticos, implantada a finales de los años setenta, se ha visto complementada recientemente por los sistemas de clave pública que permiten a los usuarios codificar y descodificar con facilidad los mensajes sin intervención de terceras personas.

Gestión

La labor de mantenimiento de la operativa de una LAN exige dedicación completa. Conseguir que una red distribuida por todo el mundo funcione sin problemas supone un reto aún mayor. Últimamente se viene dedicando gran atención a los conceptos básicos de la gestión de redes distribuidas y heterogéneas. Hay ya herramientas suficientes para esta importante parcela que permiten supervisar de manera eficaz las redes globales.

Acceso no autorizado

En un sistema seguro el usuario, antes de realizar cualquier operación, se tiene que identificar mediante una clave de acceso. Las claves de acceso son secuencias confidenciales de caracteres que permiten que los usuarios autorizados puedan acceder a un ordenador. Para ser eficaces, las claves de acceso deben resultar difíciles de adivinar. Las claves eficaces suelen contener una mezcla de caracteres y símbolos que no corresponden a una palabra real. Para ponérselo difícil a los impostores, los sistemas informáticos suelen limitar el número de intentos de introducir la clave.

Las tarjetas de contraseña son tarjetas de plástico que no pueden ser manipuladas, dotadas de un microprocesador que almacena una clave de acceso que cambia frecuentemente de forma automática. Cuando se entra en un ordenador mediante una tarjeta de acceso, el ordenador lee la clave de la tarjeta y otra clave introducida por el usuario, y las compara respectivamente con una clave idéntica a la de la tarjeta (que el ordenador genera automáticamente) y con la clave de acceso del usuario, que está almacenada en una lista confidencial. En el futuro, es posible que las claves y las tarjetas de acceso se vean reforzadas por mecanismos biométricos basados en características personales únicas como las huellas dactilares, los capilares de la retina, las secreciones de la piel, el ácido desoxirribonucleico (ADN), las variaciones de la voz o los ritmos de tecleado. Sistemas operativos como UNIX y WINDOWS-NT permiten restringir el acceso a recursos del sistema (ficheros, periféricos..) de acuerdo con esa identificación.

Seguridad en redes complejas

El fenómeno de la extensión de la red ha adquirido una velocidad tan rápida y unas proporciones, que el panorama actual y muchos de los efectos que se dan en su seno resultan sorprendentes y difícilmente imaginables hace sólo una década.

Inicialmente nace como una serie de terminales que promueven la captura de información en sectores que trabajan en proyectos conjuntos o comparten resultados usando los recursos de la red. En esta etapa inicial, la información circulaba libremente y no existía una preocupación por la privacidad de los datos ni por ninguna otra problemática de seguridad.

Los protocolos de acceso fueron diseñados de una forma deliberada para que fueran simples y sencillos. El poco esfuerzo necesario para su desarrollo y verificación jugó eficazmente a favor de su implantación generalizada, pero tanto las aplicaciones como los niveles de transporte carecían de mecanismos de seguridad que no tardaron en ser echados en falta.

Más recientemente, la conexión al mundo empresarial se ha producido a un ritmo vertiginoso. Ello ha significado que esta red se haya convertido en “la red” por excelencia para esta repartición.

Se ha incrementado la variedad y cantidad de usuarios que usan la red para fines tan diversos como el aprendizaje, la investigación, la búsqueda de mercados, la cooperación, la práctica política. En medio de esta variedad han ido aumentando las acciones poco respetuosas con la privacidad y con la propiedad de recursos y sistemas. Hackers, frackers, crakers, funcionarios corruptos ... y demás familias han hecho aparición en el vocabulario ordinario de los usuarios y de los administradores de las redes.

La propia complejidad de la red es una dificultad para la detección y corrección de los múltiples y variados problemas de seguridad que van apareciendo. Además de las técnicas y herramientas antes citadas, es importante recalcar que una componente muy importante para la protección de los sistemas consiste en la atención y vigilancia continua y sistemática por parte de los gestores de la red.

A la hora de plantearse en que elementos del sistema se deben de ubicar los servicios de seguridad podrían distinguirse dos tendencias principales:

·         Protección de los sistemas de transferencia o transporte. En este caso, el administrador de un servicio, asume la responsabilidad de garantizar la transferencia segura de la información de forma bastante transparente al usuario final.

·         Aplicaciones seguras de extremo a extremo. Si pensamos por ejemplo en correo electrónico consistiría en construir un mensaje en el cual en contenido ha sido asegurado mediante un procedimiento de encapsulado previo al envío, de forma que este mensaje puede atravesar sistemas heterogéneos y poco fiables sin por ello perder la validez de los servicios de seguridad provistos. Aunque el acto de asegurar el mensaje cae bajo la responsabilidad del usuario final, es razonable pensar que dicho usuario deberá usar una herramienta amigable proporcionada por el responsable de seguridad de su organización. Este mismo planteamiento, se puede usar para abordar el problema de la seguridad en otras aplicaciones tales como videoconferencia, acceso a bases de datos, etc.

En ambos casos, un problema de capital importancia es la gestión de claves. Este problema es inherente al uso de la criptografía y debe estar resuelto antes de que el usuario esté en condiciones de enviar un solo bit seguro. En el caso de las claves secretas el problema mayor consiste en mantener su privacidad durante su distribución, en caso de que sea inevitable su envío de un punto a otro. En el caso de clave pública, los problemas tienen que ver con la garantía de que pertenecen a su titular y la confianza en su vigencia (que no haya caducado o sido revocada).

Una manera de abordar esta gestión de claves está basada en el uso de los Certificados de Clave Pública y Autoridades de Certificación. El problema de la vigencia de la clave se resuelve con la generación de Listas de Certificados Revocados (CRLs) por parte de las CAs.

Sistemas integrados para la seguridad

Todos estos planteamientos de diversas ubicaciones de servicios de seguridad, algoritmos criptográficos utilizados y diferentes formas de gestionar las claves, dan lugar a una gran variedad de sistemas para la seguridad. Normalmente cada sistema incluye además de cierta gestión de claves - infraestructura para la seguridad - una serie de aplicaciones seguras (aseguradas sobre la base del planteamiento de extremo a extremo, al de servicio seguro o una mezcla de ambas) y una serie de recomendaciones sobre cómo asegurar nuevas aplicaciones. Esta última labor se facilita habitualmente con la existencia de librerías de funciones que ejecutan tareas relacionadas con la seguridad.

Implicaciones legales

La seguridad informática es rica en implicaciones legales. Las leyes restringen la manipulación abusiva de datos personales tan comunes como la dirección, teléfono, etc.[2] obligando a proteger los ficheros que contengan este tipo de datos. Otros datos personales como los sanitarios, ideología, religión o vida sexual están especialmente protegidos, requiriéndose permiso escrito del afectado para su tratamiento o bien, sólo en algunas excepciones, una legislación especial.

Aunque aún no se ha desarrollado un reglamento, y su incumplimiento es manifiesto, la ley está en vigor. También el uso y la exportación de criptografía están contemplados en la legislación de muchos países despertando no poca polémica. En la mayoría de los países de nuestro entorno, incluida Argentina, se permite libremente el uso de la criptografía.

Finalmente la validez de la firma digital ante posibles conflictos o reclamaciones, tampoco está perfectamente avalada en la legislación vigente. Respecto a su uso en el ámbito de la contratación privada, - para dar validez a una oferta, encargo u orden de pago hecha por medios electrónicos - la ley se refiere únicamente a que se pueda demostrar la voluntad de contratar.

En el ámbito de la Administración Pública, se reconoce explícitamente la validez de los métodos electrónicos de transferencia de la información siempre que se garantice la identidad (servicio de autenticación)[3]. Esta normativa contempla tanto las relaciones entre lo diferentes departamentos como las de los administrados con la Administración.

Sin embargo, hay que reconocer que, ni en el derecho mercantil ni en el administrativo hay jurisprudencia en la aplicación de estas leyes, ya que los interesados que usan estos procedimientos prefieren llegar a acuerdos antes que recurrir a los tribunales.

Dentro de Europa, es excepcional el caso de Francia donde el simple uso de la criptografía está prohibida a no ser que se disponga de una licencia. En sentido contrario, algunos países nórdicos no tienen ningún tipo de limitación respecto a la exportación. Hay que tener en cuenta que este tipo de limitaciones tienen muy poca efectividad ante la dificultad existente para vigilar la exportación de software. Por otra parte, aunque se prohíba la exportación de los sistemas seguros, los algoritmos criptográficos y protocolos para la consecución de servicios de seguridad son frecuentemente públicos, con lo que los sistemas se pueden volver a desarrollar en el país de destino.

Entornos seguros

Los servicios de seguridad se proporcionan a través de una serie de mecanismos de seguridad que se basan, en su mayoría, en técnicas criptográficas.

La cantidad y el tipo de servicios de seguridad que son necesarios en una red dependen de las características de las aplicaciones que se desean proteger. Por lo tanto, no se puede hablar de redes seguras en general, sino de entornos seguros formados por una serie de sistemas integrados para la seguridad, que incluyen además de una serie de servicios de seguridad sobre varias aplicaciones, una gestión de claves global.

Como se verá a continuación, estos sistemas permiten proporcionar servicios de seguridad sobre una o varias aplicaciones que realizan transferencia de información a través de redes y la mayoría de ellos utilizan en su base, criptografía de clave pública.

La necesidad de establecer un entorno seguro

En la actualidad, la falta de medidas de seguridad en las redes es un problema que está en crecimiento. Cada vez es mayor el número de atacantes y cada vez están más organizados, por lo que van adquiriendo día a día habilidades más especializadas que les permiten obtener mayores beneficios en su labor de piratería.

La criptografía por sí sola no es suficiente para prevenir los posibles ataques que se perpetran sobre las redes, sino que es necesario establecer unos mecanismos más complejos que utilizan los distintos sistemas criptográficos en sus cimientos. Pero el problema no queda solucionado instalando en una serie de servidores herramientas de seguridad, porque ¿quién tendría acceso a esas herramientas?, ¿a qué aplicaciones se aplicarían?, ¿qué sucedería si sólo uno de los dos interlocutores en una comunicación tiene acceso a herramientas de seguridad?. Por lo tanto, cuando se habla de seguridad en redes es necesario definir el entorno en el que se va a aplicar.

La definición de un entorno seguro implica la necesidad de estudiar varios aspectos y de establecer una infraestructura que dé soporte a los servicios de seguridad que se quieren proporcionar. Lo primero que hay que establecer es qué aplicaciones necesitan seguridad y cuántos servicios se necesitan. En segundo lugar hay que determinar cómo se van a proporcionar esos servicios, si van a ser transparentes al usuario, si se le va a dejar elegir el tipo de servicio, etc. También es necesario determinar en qué nivel se van a proporcionar, si en el nivel de aplicación o en niveles inferiores. Y sobre todo, tanto si se utiliza criptografía de clave secreta, como si se utiliza criptografía de clave pública es necesario diseñar un sistema de gestión de claves y definir una política que determine la forma en la que se debe operar.

Cuando se utiliza únicamente criptografía de clave simétrica, aunque el sistema de generación de claves suele ser sencillo, ya que no se requiere una gran infraestructura para soportarlo, los mecanismos de distribución de las claves suelen ser muy complejos. En este caso, los principales parámetros que hay que tener en cuenta son el modo de difundir la clave secreta de forma segura a las dos entidades que van a utilizarla y la frecuencia con la que se deben renovar las claves para evitar que sean desveladas.

Cuando se utiliza criptografía de clave pública, el sistema de gestión de claves se complica. En primer lugar es necesario almacenar las claves públicas en un lugar al que tengan libre acceso todos los usuarios que forman parte del entorno de seguridad. ITU, en su recomendación X.509[4], propone la utilización del Directorio para este fin; pero no todos los usuarios de seguridad tienen acceso al Directorio X.500, por lo que en muchos entornos es necesario crear o utilizar otro tipo de bases de datos.

El segundo problema que se plantea al utilizar criptosistemas de clave pública, es que las claves públicas, por el simple hecho de ser públicas, están expuestas a la manipulación por parte de todos los usuarios, por lo que es necesario buscar un mecanismo que permita confiar en su validez. Siguiendo el ejemplo de los actuales sistemas legales, aparece la figura de una autoridad de confianza que se encarga de certificar las claves públicas. Estas autoridades, conocidas con el nombre de Autoridades de Certificación (CA “Certification Authority”), emiten certificados de las claves públicas de los usuarios firmando con su clave secreta un documento, válido por un período determinado de tiempo, que asocia el nombre distintivo de un usuario con su clave pública. En la recomendación X.509 se define en sintaxis ASN.1 el siguiente modelo de certificado:

<FONT=-1

Certificate ::= SIGNED SEQUENCE{

            version                                   [0] Version DEFAULT 0,

            serialNumber              CertificateSerialNumber,

            signature                    AlgorithmIdentifier,

            issuer                          Name,

            validity                       Validity,

                  subject                              Name,

            SubjectPublicInfo       SubjectPublicInfo,

            issuerUniqueId                       [1] IMPLICIT BIT STRING OPTIONAL,

            SUBJECTUniqueId                [1] IMPLICIT BIT STRING OPTIONAL}

 

 

Además, para que los usuarios puedan estar seguros de la validez de los certificados de las claves públicas de sus interlocutores, la CA debe mantener una lista con los certificados emitidos por ella y que han sido revocados por detección de un uso fraudulento de la clave pública certificada o de la clave secreta asociada. Estas listas se conocen con el nombre de Listas de Certificados Revocados (CRL, “Certificate Revocation List”).

Cuando la comunidad de usuarios crece, una sola CA puede verse desbordada por el número de certificados que tiene que gestionar. En otros casos, las empresas o instituciones quieren tener cierto control sobre la manera en que sus usuarios generan las claves, la caducidad de los certificados, etc. Esto hace conveniente distribuir las funciones de certificación entre varias CAs, cuya política de seguridad puede ser diferente. En la recomendación X.509 ya se prevé la necesidad de una organización de CAs donde se certifiquen unas a otras, sin indicar el tipo de relación organizativa que se debe establecer entre ellas. De esta forma, dependiendo de las necesidades de cada entorno han aparecido distintos modelos de organización de CAs.

Entorno seguro para la transferencia de información

Uno de los puntos más vulnerables de las redes frente a ataques de intrusos, es la captura de información durante su transferencia. Aunque cada sistema que forma parte de una red se proteja internamente a sí mismo y a la información que tiene almacenada, cuando la información se transfiere de un sistema a otro no se conoce a priori el encaminamiento que va a seguir ni las medidas de seguridad que poseen los sistemas por los que atraviesa y los medios por los que se transmite. Por este motivo la transferencia segura de información a través de las redes es en la actualidad, el principal problema que los investigadores intentan solucionar.

DIATEL ha estado trabajando en los últimos años en el proyecto de la UE, COST225 “Secure Communications”, cuya coordinación en la última fase, ha sido llevada a cabo por uno de los miembros del grupo de seguridad del Departamento, que ha realizado la función de “chairman”[5]. El objetivo de este proyecto, que ha concluido al inicio de 1995, ha sido el de estudiar y experimentar en varios entornos seguros en los que se realiza transferencia de información, como son el correo electrónico y la transferencia de ficheros a través de FTP y FTAM. Concretamente, en DIATEL se ha montado un entorno de seguridad que permite transferir información con distintos niveles de seguridad, a través de cualquier aplicación.

El desarrollo consta de dos partes fundamentales. La primera parte consiste en una aplicación, denominada SECKit[6], que permite a un usuario manejar distintas herramientas de seguridad con el fin de poder convertir a un fichero normal, en un fichero con un cierto nivel de seguridad. La aplicación SECKit que por su carácter experimental no incluye una interfaz de usuario amigable, presenta un único menú en el que aparece la lista de operaciones que permite realizar.

La segunda parte consiste en el desarrollo de un servidor de seguridad denominado SECServer[7]. Este servidor de seguridad no sólo oferta los servicios de una autoridad de certificación (generación de certificados de claves públicas), sino que además ofrece la posibilidad de generación de claves RSA para aquellos usuarios que no sean capaces de generarlas, y se encarga del almacenamiento y distribución de los certificados de los usuarios que lo soliciten. Las peticiones de servicios al SECServer se realizan a través de correo electrónico y el SECServer envía los certificados o las claves solicitadas a través de correo electrónico, FTP o FTAM.

En este entorno de seguridad los usuarios antes de transferir un fichero lo pueden transformar en un fichero firmado, en un fichero encriptado con DES o RSA, o en lo que en el entorno se denomina, un fichero seguro. Y cuando reciben un fichero firmado, encriptado o seguro, procedente de otro usuario, lo pueden transformar en el fichero original, verificando la validez de la información recibida.

Un fichero seguro es el resultado de combinar los mecanismos de seguridad de firma y encriptado con el fin de proporcionar los servicios de autenticación de origen y destino, integridad, confidencialidad y no repudio de origen.

Cuando un usuario A desea enviar un fichero seguro a un usuario B, debe seguir los siguientes pasos:

1.      A debe cifrar el fichero que quiere enviar a B. Para cifrarlo utilizará una clave simétrica K, generada en ese momento, y un algoritmo de cifrado DES.

2.      Para que B pueda descifrar el contenido del fichero necesita conocer la clave K empleada. A debe enviar a B la clave K de una forma segura. Para ello, A utilizará un algoritmo de cifrado asimétrico RSA y cifrará K con la clave pública de B. De esta forma se garantiza que el único destinatario que puede recibir el fichero original es B. Cuando B reciba el fichero seguro, deberá utilizar su clave secreta para obtener la clave K, de esta forma sólo B podrá conocer la clave de cifrado empleada, con lo que queda totalmente garantizada la confidencialidad del contenido del fichero.

3.      Para proporcionar el servicio de integridad y de autenticación del origen de los datos, A firmará el fichero original comprimiendo el contenido con una función hash y cifrando el resultado con su clave secreta. Cuando B reciba el fichero podrá verificar la firma comprobando así la integridad del mismo y autenticando al originador de los datos. Para verificar la firma, B deberá descifrarla utilizando la clave pública de A, obteniendo así el contenido del fichero comprimido. Si B obtiene la clave pública de A de su certificado, queda garantizado ante la CA que A es quien ha enviado el certificado. Una vez descifrado el fichero original, B puede comprimirlo con la función hash que se ha empleado en la firma, comparando el resultado con el obtenido de la firma, de forma que si ambos coinciden queda garantizado que el contenido del fichero original no ha sido manipulado durante su transferencia.

El entorno diseñado en esta experimentación es un entorno muy abierto. Cualquier usuario de Internet que tenga correo electrónico puede acceder al SECServer para solicitar claves RSA o certificados. Si los usuarios del servidor tienen acceso al Directorio X.500[8], ellos mismos pueden guardar sus certificados en su entrada correspondiente y pueden recuperar los certificados de sus interlocutores. Los usuarios que tienen certificadas las claves publicas por la CA del entorno no necesitan obligatoriamente tener instalada la aplicación de usuario SECKit para realizar comunicaciones seguras; basta con que los usuarios tengan un traductor de sintaxis ASN.1 y una implementación de los algoritmos utilizados en el entorno.

En la última fase del proyecto COST 225, varias de las instituciones participantes, y entre ellas DIATEL, han centrado sus esfuerzos en plantear nuevos modelos en los que participan varias CAs[9]. Se han estudiado distintas arquitecturas de organización de las CAs y se han buscado soluciones para que los usuarios puedan conocer los caminos de certificación compuestos por los certificados que se deben examinar para que un usuario A tenga plena confianza en la validez de la clave pública de un usuario B.

Una experiencia de entornos seguros en el ámbito académico

Proyecto PASSWORD

El proyecto PASSWORD Piloting an European Security Infraestructure for Network Application financiado por la Unión Europea dentro del programa VALUE tenía como objetivo central el desarrollo de un entorno de seguridad apropiado para la comunidad investigadora europea. Se trataba de poner a prueba la madurez de las tecnologías empleadas en la provisión de servicios de seguridad en redes telemáticas en aspectos como la adecuación de los protocolos y herramientas criptográficas, adecuación del hardware disponible (tarjeta inteligente), aspectos ergonómicos, etc.[10].

Para probar la dificultad real de desarrollar independientemente sistemas que ínter operen entre sí, se constituyeron tres consorcios. Cada uno de los consorcios desarrolló un sistema de seguridad completamente independiente a partir de cero, con los que luego se probarían distintas comunicaciones seguras. Cada consorcio estaba formado por instituciones de un país distinto de la Unión Europea y cada uno estaba liderado por una prestigiosa institución investigadora.

Gran Bretaña, (encabezaba el consorcio el University College de Londres)

Alemania (GMD), y

Francia (INRIA)

El diseño inicial incluye una infraestructura de gestión de claves basada en claves certificadas según X.509 y el aseguramiento de varias aplicaciones de uso común: Directorio X.500, documentos ofimáticos en formato ODA y correo electrónico, tanto X.400 (versión 88) como Internet PEM. Cada aplicación era modificada para hacer uso de los servicios de seguridad y todas ellas usaban una misma infraestructura de claves. El directorio cumplía una doble función de aplicación asegurada y colaborador de la infraestructura de certificados al ser la vía preferida para la distribución de estos.

DIATEL participó en el proyecto como institución piloto, instalando una DSA segura y dos Autoridades de Certificación con varios usuarios. Durante la experiencia se pudieron realizar varias comunicaciones seguras con los otros participantes en el proyecto. Las aplicaciones probadas fueron, correo Internet PEM y Directorio seguro X.500 utilizando autenticación fuerte en peticiones y respuestas. Para ello se utilizó el software público SecuDE 4.2 del GMD[11] e ISODE 8.0. En el transcurso del proyecto se contribuyó a depurar el software y afloraron algunas de las limitaciones de este modelo que se exponen más adelante.

El Correo PEM

PEM (Privacy Enhancement for Internet Electronic Mail) es el formato de correo seguro normalizado por Internet[12]. Incluye los servicios de autenticación fuerte de origen, integridad, no repudio en el origen y, opcionalmente, privacidad. Los tres primeros servicios se consiguen por medio de la firma digital tal y como se pudo anteriormente. Para implementar la confidencialidad se hace uso del algoritmo simétrico DES: para cada mensaje se utiliza una clave DES que llamaremos de sesión. Se cifra el mensaje con esta clave y a continuación se envía encriptada con la clave secreta del destinatario. De esta manera se garantiza que sólo el destinatario puede recuperar la clave de sesión y leer el mensaje.

En cualquiera de los casos (con o sin privacidad) tanto el mensaje como la firma y la clave de sesión se encapsulan en un formato imprimible (7 bits) que luego puede ser incluido en un mensaje RFC 822 o bien transmitido por cualquier otro medio. En la actualidad se trabaja en la implementación de los mismos servicios al correo multicuerpo y multimedia MIME.

Jerarquía de certificación

Como se expuso anteriormente, la existencia de múltiples CAs obliga a establecer algún modelo organizativo entre ellas. Si la organización es jerárquica, los problemas de autoridad y consistencia se simplifican. Se llama camino de certificación al conjunto de certificados que se deben comprobar para llegar de un usuario A a otro usuario B. Cuando se adopta una estructura perfectamente piramidal, cada usuario necesita únicamente comprobar los certificados que de cada CA emite su superior hasta llegar a un punto de confianza común que en el peor de los casos será el vértice de la pirámide.

En el proyecto PASSWORD se planteó inicialmente una arquitectura basada en una CA de máximo nivel (Top Level CA o TLCA) por país y una serie de Policy CAs en un segundo nivel. Dependiendo de cada Policy CA se extienden una serie de CAs cuyos usuarios deben cumplir la política de Seguridad establecida por esta Policy CA. De modo parecido, la comunidad Internet había establecido para su correo seguro PEM, una jerarquía similar donde todas las Policy CAs son certificadas “a efectos de registro” por una TLCA llamada Internet Policy Registration Authority IPRA[13]. La dificultad para usar simultáneamente ambas jerarquías, y el deseo de utilizar correo PEM hizo que finalmente se cambiaran las especificaciones y se adoptara una jerarquía PEM. Al no estar operativa la IPRA en el momento de las experiencias, se sustituyó por una TLCA creada al efecto que fue operada por el UCL.

Uno de los requisitos para el uso de los certificados de clave pública consiste en que se deben establecer mecanismos que eviten el mal uso de las claves, evitando así que se extienda la jerarquía más allá de sus límites naturales. Una CA no debe certificar usuarios fuera del ámbito para el que fue creada. Un usuario tampoco debe usar su clave pública para emitir un certificado. Para facilitar la detección de estas irregularidades, tanto la jerarquía inicialmente planteada en PASSWORD como la jerarquía PEM, establecen la “regla de subordinación” que indica que el Distinguished Name (DN) de una CA debe ser un subconjunto del DN del usuario que certifica, garantizando así que el usuario pertenece a la organización o unidad organizativa asociada con la CA. Por ejemplo, se detectaría inmediatamente que es fraudulento un certificado extendido por la CA <C=ES; O=Banca Hispano-Gibratareña; OU=Compras y Suministros> a favor de un usuario <C=ES; O=UPM; OU=Diatel; CN=Pérez>. Sólo las TLCAs y las Policy CAs quedan exentas del cumplimiento de esta regla.

Esta regla, aunque eficaz, se considera demasiado estricta y plantea problemas derivados, entre otras cosas, de la equivalencia que se hace del nombre de una organización o un departamento con su CA. Muchas veces, una organización puede necesitar varias CAs en el mismo lugar de su árbol organizativo, bien para implementar varias políticas con distintos grados de confianza, bien para separar usos diferenciados de las claves (comunicaciones internas frente a externas...). Para solucionar éste y algunos otros problemas detectados durante el proyecto PASSWORD, se han propuesto algunas medidas transitorias sobre maneras de organizar la certificación usando la norma X.509 versión 2 . Además, toda la experiencia obtenida durante este proyecto y la prueba simultánea de los servicios PEM en la Internet está siendo de gran utilidad en el proceso de modificación del formato de certificado. Como resultado existe ya un borrador de X.509 versión 3 que incluye, entre otros, varios campos opcionales para distinguir varias claves públicas del mismo usuario, distintas políticas de seguridad y privilegios o acreditaciones asociados a la clave certificada.

 

Entornos seguros comerciales

Hoy en día existen ya algunos sistemas integrados de seguridad que van más allá de desarrollos experimentales y que se pueden obtener en el mercado informático. DIATEL ha realizado un estudio paralelo de tres de los sistemas comerciales más conocidos.

KERBEROS

Kerberos que era el perro de tres cabezas que, según la leyenda, guardaba la puerta de los infiernos, es ahora el encargado de la seguridad en el proyecto Athena.

En 1983, en colaboración con IBM y con Digital Equipment Corporation, el MIT emprendió el proyecto Athena, para poner a disposición de alumnos y profesores, medios informáticos avanzados basados en la arquitectura cliente-servidor[14]. Kerberos es, por lo tanto, el sistema de autenticación que usa el proyecto Athena.

El objetivos principal de Kerberos es el de proporcionar un sistema de autenticación entre clientes y servidores que evite que las passwords de los usuarios viajen continuamente por la red. El sistema se basa en una serie de intercambios cifrados, denominados “tickets” o vales, que permiten controlar el acceso desde las estaciones de trabajo a los servidores. Kerberos proporciona, asimismo, una serie de verificaciones criptográficas para garantizar que los datos transferidos entre estaciones y servidores no estén corrompidos, bien por accidente o bien por ataques intencionados.

La versión de Kerberos utilizada en el MIT utiliza el criptosistema simétrico DES, aunque en la actualidad se estén desarrollando versiones de Kerberos basadas en RSA.

En el entorno Kerberos cuando un usuario desea utilizar un determinado servicio, envía su “login” (1->) a un centro distribuidor de claves (KerAS), el cual genera un vale con el “login” del usuario, la hora, un período de validez, el nombre de la estación de trabajo y una clave de sesión. El vale se cifra con la clave secreta del centro servidor de claves, se añade de nuevo la clave de sesión y se cifra todo con la contraseña del usuario, y esta información se devuelve a la estación de trabajo (1<-). La estación de trabajo solicita al usuario su contraseña, la convierte en una clave DES, y con ella extrae el vale y la clave de sesión. A continuación, la estación de trabajo crea una credencial con la hora actual, el nombre del usuario y la dirección de la estación, la cifra con la clave de sesión y se la envía al centro de concesión de vales (KerTGS) junto con el vale que había recibido en el paso anterior (2->). En el centro de concesión de vales se descifra el vale y se extrae la clave de sesión que contenía, y se usa esta clave para descifrar la credencial. Se verifica la validez de los sellos de tiempo y la concordancia entre vale y credencial y se crea un nuevo vale con una nueva clave de sesión. El segundo vale se cifra con la clave secreta del servidor, se le añade la segunda clave de sesión y se cifra todo con la primera clave de sesión y el resultado se envía de vuelta al cliente (2<-). El cliente usa la primera clave de sesión para extraer el vale y la segunda clave de sesión, crea una nueva credencial y la cifra con la segunda clave de sesión, y envía la credencial cifrada y el vale al servidor (3->), el cual descifra el vale, descifra la credencial, los compara y si todo es correcto pasa a proporcionar el servicio solicitado (3<-).

SPX

Es la arquitectura de seguridad desarrollada por Digital E. C. y propuesta para su elección como estándar dentro de la iniciativa DCE del llamado “Grupo de Gibraltar”. Usa claves asimétricas RSA certificadas según la norma X.509 combinadas con el uso de DES como algoritmo de cifrado con claves de sesión. Al igual que Kerberos dispone de un centro de autenticación ante el que se identifican los usuarios (LEAF: Login Enrollment Agent Facility). El otro componente básico es un Centro de Distribución de Certificados (CDC) que gestiona un repositorio con los certificados de las claves públicas de clientes y servidores.

El proceso de autenticación se basa en el uso inicial de una clave privada RSA por parte del usuario que se autentica, esta clave se sustituye por una clave temporal llamada clave de delegación disminuyendo la exposición de la clave privada del usuario.

El uso de una jerarquía de certificados de clave pública permite solucionar los problemas de escalabilidad que presenta Kerberos.

Pretty Good Privacy (PGP)

Pretty Good Privacy es un programa de libre distribución escrito por Phil Zimmermann, un programador independiente y activista de los derechos civiles, para poner la criptografía al alcance de cualquiera. Se ha extendido rápidamente por todo el mundo con el consiguiente disgusto del gobierno norteamericano, que como dijimos mantiene la política de limitar en lo posible la exportación de material criptográfico. De formato parecido a PEM, coinciden fundamentalmente en que están concebidos como ‘filtros’ que producen, a partir de una entrada cualquiera, un encapsulado seguro que se codifica en un formato imprimible (ASCII 7 bits). Este resultado puede luego incluirse en un correo electrónico, puede ser transferido como un fichero, enviado en disquete, etc.

Al contrario que PEM usa claves de sesión IDEA, un algoritmo simétrico, esto es, de claves secretas, mucho más sólido que DES. La clave de sesión se protege igualmente con un cifrado RSA usando la clave pública del destinatario.

Para la distribución de claves se ha diseñado un sencillo formato de certificado, no compatible con X.509, que sirve tanto para que una autoridad certifique claves ajenas (desempeñando el papel de CA) como para que un usuario certifique sus propias claves. Queda así al arbitrio del usuario el establecer sus propios criterios para confiar o no en las claves ajenas según los certificados que la avalen. En definitiva, cada cual es responsable de fijar su política de seguridad. En la practica se establecen caminos de confianza muy fáciles de extender que recuerdan la rapidez con que se extendieron en tiempos las rutas de correo sobre protocolo UUCP. Al igual que el UUCP, plantea problemas parecidos de escalabilidad si no se establecen autoridades de certificación y servidores de claves.

Con sus inconvenientes y sus ventajas, entre las que destaca su facilidad de uso, la gran difusión de PGP ha hecho de él un estándar de facto para correo. En la actualidad diferentes grupos trabajan en el desarrollo de herramientas que faciliten de alguna manera el acceso simultáneo tanto al mundo PEM como al de PGP.

Entorno seguro para intercambio electrónico de mensajes EDI y mensajería electrónica X.400

En la actualidad DIATEL se encuentra trabajando en el proyecto EDISE. EDISE es el acrónimo de un proyecto de seguridad cuyo título completo es “Desarrollo de funciones y servicios de seguridad según las normativas X.400 y X.509 y su integración en entornos EDI”. En este proyecto, que forma parte del programa PASO, colaboran junto con DIATEL la Universidad Carlos III, las empresas P3K y el CCS, el Ministerio del Interior y el CSIC.

Los objetivos principales de este proyecto consisten en dotar de servicios de seguridad a un servicio EDI que utiliza sintaxis EDIFACT y en incluir servicios de seguridad en correo electrónico X.400, con el fin de integrar los resultados obtenidos para proporcionar el servicio EDI sobre MTAs X.400, conforme a la norma X.435.

Un intercambio EDIFACT está formado por uno o varios mensajes que llevan una serie de cabeceras y colas con información específica. Los servicios de seguridad, integridad de secuencia de mensaje, integridad de contenido del mensaje, autenticación del origen del mensaje y no repudio de origen pueden estar integrados en el mensaje o se pueden proporcionar en un mensaje separado[15].

Todos los servicios mencionados se pueden proporcionar incluyendo cabeceras y colas de seguridad, después de la cabecera de mensaje y antes de la cola de mensaje, respectivamente. Las cabeceras de seguridad especifican los métodos de seguridad asociados al mensaje, y los datos necesarios para poder realizar los cálculos de validación (identificación de algoritmos, certificados, etc.). Las colas de seguridad especifican los resultados de seguridad correspondientes a las funciones especificadas en la cabecera. La cabecera y cola de seguridad se repiten por cada conjunto de servicios y originador.

Los servicios de seguridad se pueden proporcionar también, utilizando un mensaje de seguridad asociado, denominado AUTACK. Este mensaje específico proporciona los servicios de seguridad para uno o más mensajes. También se puede utilizar para proporcionar el servicio de no repudio en destino, dando al emisor un reconocimiento seguro de que el receptor ha recibido el mensaje original, sin tener que retornarlo.

El servicio de confidencialidad se proporciona utilizando un nuevo tipo de mensaje llamado CIPHER.

Los servicios de seguridad

El documento de ISO que describe el Modelo de Referencia OSI, presenta en su Parte 2 una Arquitectura de Seguridad[16]. Según esta arquitectura, para proteger las comunicaciones de los usuarios en las redes, es necesario dotar a las mismas de los siguientes servicios de seguridad:

Autenticación de entidad par. Este servicio corrobora la fuente de una unidad de datos. La autenticación puede ser sólo de la entidad origen o de la entidad destino, o ambas entidades se pueden autenticar la una o la otra.

Control de acceso. Este servicio se utiliza para evitar el uso no autorizado de recursos.

Confidencialidad de datos. Este servicio proporciona protección contra la revelación deliberada o accidental de los datos en una comunicación.

Integridad de datos. Este servicio garantiza que los datos recibidos por el receptor de una comunicación coinciden con los enviados por el emisor.

No repudio. Este servicio proporciona la prueba ante una tercera parte de que cada una de las entidades comunicantes han participado en una comunicación. Puede ser de dos tipos:

Con prueba de origen. Cuando el destinatario tiene prueba del origen de los datos.

Con prueba de entrega. Cuando el origen tiene prueba de la entrega íntegra de los datos al destinatario deseado.

Para proporcionar estos servicios de seguridad es necesario incorporar en los niveles apropiados del Modelo de Referencia OSI los siguientes mecanismos de seguridad:

Cifrado. El cifrado puede hacerse utilizando sistemas criptográficos simétricos o asimétricos y se puede aplicar extremo a extremo o individualmente a cada enlace del sistema de comunicaciones. El mecanismo de cifrado soporta el servicio de confidencialidad de datos al tiempo que actúa como complemento de otros mecanismos de seguridad.

Firma digital. Se puede definir la firma digital como el conjunto de datos que se añaden a una unidad de datos para protegerlos contra la falsificación, permitiendo al receptor probar la fuente y la integridad de los mismos. La firma digital supone el cifrado, con una componente secreta del firmante, de la unidad de datos y la elaboración de un valor de control criptográfico.

La firma digital descrita por ITU y OSI en el Entorno de Autenticación del Directorio[17]  utiliza un esquema criptográfico asimétrico. La firma consiste en una cadena que contiene el resultado de cifrar con RSA aplicando la clave privada del firmante, una versión comprimida, mediante una función hash unidireccional y libre de colisiones, del texto a firmar.

Para verificar la firma, el receptor descifra la firma con la clave pública del emisor, comprime con la función hash al texto original recibido y compara el resultado de la parte descifrada con la parte comprimida, si ambas coinciden el emisor tiene garantía de que el texto no ha sido modificado. Como el emisor utiliza su clave secreta para cifrar la parte comprimida del mensaje, puede probarse ante una tercera parte, que la firma sólo ha podido ser generada por el usuario que guarda la componente secreta.

El mecanismo de firma digital soporta los servicios de integridad de datos, autenticación de origen y no repudio con prueba de origen. Para proporcionar el servicio de no repudio con prueba de entrega es necesario forzar al receptor a enviar al emisor un recibo firmado digitalmente.

Control de acceso. Este mecanismo se utiliza para autenticar las capacidades de una entidad, con el fin de asegurar los derechos de acceso a recursos que posee. El control de acceso se puede realizar en el origen o en un punto intermedio, y se encarga de asegurar si el enviante está autorizado a comunicar con el receptor y/o a usar los recursos de comunicación requeridos. Si una entidad intenta acceder a un recurso no autorizado, o intenta el acceso de forma impropia a un recurso autorizado, entonces la función de control de acceso rechazará el intento, al tiempo que puede informar del incidente, con el propósito de generar una alarma y/o registrarlo.

El mecanismo de control de acceso soporta el servicio de control de acceso.

Integridad de datos. Es necesario diferenciar entre la integridad de una unidad de datos y la integridad de una secuencia de unidades de datos ya que se utilizan distintos modelos de mecanismos de seguridad para proporcionar ambos servicios de integridad.

Para proporcionar la integridad de una unidad de datos la entidad emisora añade a la unidad de datos una cantidad que se calcula en función de los datos. Esta cantidad, probablemente encriptada con técnicas simétricas o asimétricas, puede ser una información suplementaria compuesta por un código de control de bloque, o un valor de control criptográfico. La entidad receptora genera la misma cantidad a partir del texto original y la compara con la recibida para determinar si los datos no se han modificado durante la transmisión.

Para proporcionar integridad a una secuencia de unidades de datos se requiere, adicionalmente, alguna forma de ordenación explícita, tal como la numeración de secuencia, un sello de tiempo o un encadenamiento criptográfico.

El mecanismo de integridad de datos soporta el servicio de integridad de datos.

Intercambio de autenticación.

Existen dos grados en el mecanismo de autenticación:

Autenticación simple. El emisor envía su nombre distintivo y una contraseña al receptor, el cual los comprueba.

Autenticación fuerte. Utiliza las propiedades de los criptosistemas de clave pública. Cada usuario se identifica por un nombre distintivo y por su clave secreta. Cuando un segundo usuario desea comprobar la autenticidad de su interlocutor deberá comprobar que éste está en posesión de su clave secreta, para lo cual deberá obtener su clave pública.

Para que un usuario confíe en el procedimiento de autenticación, la clave pública de su interlocutor se tiene que obtener de una fuente de confianza, a la que se denomina Autoridad de Certificación. La Autoridad de Certificación utiliza un algoritmo de clave pública para certificar la clave pública de un usuario produciendo así un certificado.

Un certificado es un documento firmado por una Autoridad de Certificación, válido durante el período de tiempo indicado, que asocia una clave pública a un usuario.

El mecanismo de intercambio de autenticación se utiliza para soportar el servicio de autenticación de entidad par.

Sección extraída de la Tesis sobre Seguridad en Sistemas Informáticos – Materia 4042-85

Copyright © 1998 - 1999   Ing. Mario A. Groppo – UTN (FRC)