Función de derivación de claves
Función de Derivación de Clave
Una Función de Derivación de Clave (KDF) es un algoritmo criptográfico que deriva una o más claves secretas a partir de un valor secreto, como una contraseña o frase de paso. Su propósito principal es hacer que sea computacionalmente inviable revertir el proceso y recuperar el secreto original de las claves derivadas.
Cómo Funcionan las Funciones de Derivación de Clave
Las Funciones de Derivación de Clave sirven para varios propósitos en el campo de la criptografía. Se utilizan comúnmente en los siguientes escenarios:
KDF Basado en Contraseña: En sistemas que almacenan y transmiten contraseñas de manera segura, se emplea un 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 contraseña incluyen Argon2, PBKDF2 y bcrypt.
Ejemplo: Considere una base de datos de contraseñas de usuarios. En lugar de almacenar las contraseñas directamente, se utiliza un 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 introducida y se compara con el hash almacenado. De esta manera, la contraseña original permanece desconocida para cualquiera que acceda a la base de datos de contraseñas.
Derivación de Clave Criptográfica: Los KDFs se usan para derivar claves criptográficas para propósitos de encriptación, desencriptación o autenticación. Estas claves son esenciales para asegurar la confidencialidad, integridad y autenticidad de los datos. Los KDFs criptográficos proporcionan una manera de generar claves seguras que son resistentes a ataques que intentan adivinar o derivar la clave original. KDFs criptográficos bien conocidos incluyen HKDF (Función de Derivación de Clave basada en HMAC), scrypt y la función de expansión de clave en el protocolo TLS (Transport Layer Security).
Ejemplo: En una aplicación de mensajería segura, un KDF puede ser usado para derivar claves de sesión para encriptar y desencriptar mensajes. El KDF toma parámetros de entrada como una clave compartida secreta, un nonce y datos contextuales adicionales, y produce claves de sesión únicas para cada sesión. De esta manera, incluso si un atacante intercepta los mensajes encriptados, no puede derivar las claves de sesión sin conocimiento de la clave secreta compartida.
Fortalecimiento de Clave: Los KDFs también se utilizan para fortalecer claves o contraseñas débiles al aumentar su entropía, haciéndolas más resistentes a ataques de fuerza bruta. Al aplicar el 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 elige una contraseña débil, se puede usar un KDF para fortalecerla. Al aplicar el algoritmo KDF con un alto número de iteraciones y una sal aleatoria, la clave derivada resultante se vuelve exponencialmente más difícil de adivinar o romper utilizando métodos de fuerza bruta.
Consejos de Prevención
Para maximizar la seguridad proporcionada por las Funciones de Derivación de Clave, considere los siguientes consejos de prevención:
Usar Contraseñas Fuertes: Emplear contraseñas fuertes y únicas aumenta significativamente la dificultad de revertir el proceso KDF. Use una combinación de letras mayúsculas y minúsculas, números y caracteres especiales en sus contraseñas. Evite palabras o patrones comunes y fácilmente adivinables.
Seleccionar Algoritmos de KDF Seguros: Es crucial elegir algoritmos de KDF bien establecidos y evaluados que hayan sido analizados exhaustivamente y sean resistentes a ataques criptográficos conocidos. Consulte fuentes confiables y estándares criptográficos para recomendaciones.
Implementar 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 del KDF, asegurando que la misma entrada produzca una salida diferente. Iterar el proceso del KDF múltiples veces introduce un costo computacional que hace que los ataques de fuerza bruta sean más prolongados.
Ejemplo: La función de hash de contraseñas bcrypt es un algoritmo que incorpora sal y iteraciones. Ayuda a proteger contra ataques de tablas arco iris, donde tablas precomputadas de hashes de contraseñas se utilizan para hacer coincidir rápidamente contra hashes almacenados.
Mantenerse Actualizado: Manténgase al tanto de los avances, investigaciones y vulnerabilidades en el campo de la criptografía. Actualice regularmente sus 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 Clave para evitar que la misma entrada produzca la misma salida. El salado es una técnica efectiva para defenderse de varios ataques, incluyendo los ataques de tablas arco iris.
Ataque de Fuerza Bruta: Un método de prueba y error usado por atacantes para descifrar datos encriptados o contraseñas. Los ataques de fuerza bruta implican intentar sistemáticamente todas las combinaciones posibles hasta encontrar la correcta.
Comprendiendo e implementando los conceptos y las mejores prácticas asociadas con las Funciones de Derivación de Clave, puede mejorar en gran medida la seguridad e integridad de los sistemas criptográficos, protegiendo información sensible y previniendo el acceso no autorizado.