Función de derivación de claves
Función de Derivación de Claves
Una Función de Derivación de Claves (KDF, por sus siglas en inglés) es un algoritmo criptográfico que deriva una o más claves secretas a partir de un valor secreto, como una contraseña o una frase de contraseña. Su propósito principal es hacer que sea computacionalmente inviable revertir el proceso y recuperar el secreto original a partir de las claves derivadas.
Cómo Funcionan las Funciones de Derivación de Claves
Las Funciones de Derivación de Claves sirven para varios propósitos en el campo de la criptografía. Se utilizan comúnmente en los siguientes escenarios:
KDF Basada en Contraseñas: En sistemas que almacenan y transmiten contraseñas de forma segura, se utiliza una KDF para derivar una clave criptográfica a partir de la contraseña. Esto asegura que, incluso si la clave derivada se ve comprometida, sea computacionalmente difícil obtener la contraseña original. Algoritmos populares de KDF basados en contraseñas incluyen Argon2, PBKDF2 y bcrypt.
Ejemplo: Considera una base de datos de contraseñas de usuarios. En lugar de almacenar las contraseñas directamente, se utiliza una KDF para derivar un hash de la contraseña, que luego se almacena en la base de datos. Cuando un usuario introduce su contraseña durante el proceso de inicio de sesión, se utiliza el mismo algoritmo KDF para derivar el hash de la contraseña ingresada y se compara con el hash almacenado. De esta manera, la contraseña original permanece desconocida para cualquiera que obtenga acceso a la base de datos de contraseñas.
Derivación de Claves Criptográficas: Se utilizan KDFs para derivar claves criptográficas para propósitos de cifrado, descifrado o autenticación. Estas claves son esenciales para garantizar la confidencialidad, integridad y autenticidad de los datos. Las KDFs criptográficas proporcionan una forma de generar claves seguras que son resistentes a ataques que intenten adivinar o derivar la clave original. KDFs criptográficas bien conocidas incluyen HKDF (Función de Derivación de Claves basada en HMAC), scrypt y la función de expansión de claves en el protocolo TLS (Transport Layer Security).
Ejemplo: En una aplicación de mensajería segura, se puede usar una KDF para derivar claves de sesión para cifrar y descifrar mensajes. La KDF toma parámetros de entrada como una clave secreta compartida, un nonce y datos contextuales adicionales, y produce claves de sesión que son únicas para cada sesión. De esta manera, incluso si un atacante intercepta los mensajes cifrados, no pueden derivar las claves de sesión sin conocimiento de la clave secreta compartida.
Fortalecimiento de Claves: Las KDFs también se utilizan para fortalecer claves o contraseñas débiles aumentando su entropía, haciéndolas más resistentes a ataques de fuerza bruta. Al aplicar la KDF múltiples veces o iterar el proceso con datos aleatorios adicionales, la clave derivada resultante se vuelve más costosa computacionalmente de descifrar.
Ejemplo: Cuando un usuario selecciona una contraseña débil, se puede utilizar una KDF para fortalecerla. Al aplicar el algoritmo KDF con un número elevado de iteraciones y una sal aleatoria, la clave derivada resultante se vuelve exponencialmente más difícil de adivinar o descifrar mediante métodos de fuerza bruta.
Consejos de Prevención
Para maximizar la seguridad proporcionada por las Funciones de Derivación de Claves, considera los siguientes consejos de prevención:
Usa Contraseñas Fuertes: Emplear contraseñas fuertes y únicas aumenta significativamente la dificultad de revertir el proceso KDF. Usa una combinación de letras mayúsculas y minúsculas, números y caracteres especiales en tus contraseñas. Evita palabras o patrones comunes y fáciles de adivinar.
Selecciona Algoritmos KDF Seguros: Es crucial elegir algoritmos KDF bien establecidos y evaluados que hayan sido analizados a fondo y sean resistentes a ataques criptográficos conocidos. Consulta fuentes confiables y estándares criptográficos para recomendaciones.
Implementa Salado Iterativo: Agregar sal aleatoria e iterar el proceso KDF puede mejorar significativamente la seguridad de las claves derivadas, particularmente en aplicaciones basadas en contraseñas. La sal es un valor aleatorio que se añade a la entrada de la KDF, asegurando que la misma entrada produzca una salida diferente. Iterar el proceso KDF múltiples veces introduce un costo computacional que hace que los ataques de fuerza bruta sean más largos y laboriosos.
Ejemplo: La función de hash de contraseñas bcrypt es uno de esos algoritmos que incorpora sal y iteraciones. Ayuda a proteger contra ataques de tablas rainbow, donde se utilizan tablas precomputadas de hashes de contraseñas para coincidir rápidamente con los hashes almacenados.
Mantente Actualizado: Mantente al día con los avances, investigaciones y vulnerabilidades en el campo de la criptografía. Actualiza regularmente tus sistemas para incorporar los últimos parches de seguridad y mejoras.
Términos Relacionados
Sal (Criptografía): Un valor aleatorio añadido a la entrada de una Función de Derivación de Claves para prevenir que la misma entrada produzca la misma salida. El salado es una técnica efectiva para defender contra varios ataques, incluidos los ataques de tablas rainbow.
Ataque de Fuerza Bruta: Un método de prueba y error utilizado por atacantes para descifrar datos o contraseñas encriptadas. Los ataques de fuerza bruta implican intentar sistemáticamente todas las combinaciones posibles hasta encontrar la correcta.
Al comprender e implementar los conceptos y mejores prácticas asociados con las Funciones de Derivación de Claves, puedes mejorar enormemente la seguridad e integridad de los sistemas criptográficos, protegiendo información sensible y previniendo accesos no autorizados.