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CRIPTOSISTEMAS DE FIRMA DIGITAL - Coggle Diagram
CRIPTOSISTEMAS DE FIRMA DIGITAL
1: Fundamentos y Mecanismo Base
Definición: Mecanismo matemático que vincula la identidad de un firmante a un mensaje digital de forma unívoca e infalsificable.
Criptografía Asimétrica:
Clave Privada: Secreta, usada para generar la firma.
Clave Pública: Libre acceso, usada para verificar la firma.
Funciones Hash (SHA-256, SHA-3):
Resumen de longitud fija del documento.
Propiedad unidireccional y alta resistencia a colisiones.
2: Propiedades de Seguridad (Pilares)
Autenticidad: Identifica de forma irrefutable al emisor legítimo.
Integridad: Detecta cualquier alteración o corrupción del documento original.
No Repudio: El emisor no puede negar la autoría del mensaje firmado.
No Reutilización: La firma es exclusiva del documento original; no se puede trasplantar a otro.
3: Ciclo de Operación
1. Firma (Emisor):
Documento →\rightarrow→ Función Hash →\rightarrow→ Hash A.
Hash A + Clave Privada →\rightarrow→ Firma Digital.
2. Envío: Documento + Firma Digital + Certificado Público.
3. Verificación (Receptor):
Firma Digital + Clave Pública →\rightarrow→ Recupera Hash A.
Documento recibido →\rightarrow→ Función Hash →\rightarrow→ Genera Hash B.
Si Hash A == Hash B →\rightarrow→ Firma Válida.
4: Algoritmos Principales
RSA: Basado en la factorización de enteros primos grandes (amplio soporte, firmas pesadas).
DSA / ECDSA: Logaritmo discreto y curvas elípticas (claves más cortas, menor consumo de recursos).
EdDSA (Ed25519): Mayor velocidad y protección natural contra ataques de tiempo.
Post-Cuánticos (PQC - NIST): Resistencia al Algoritmo de Shor (e.g., ML-DSA / Dilithium, Falcon, SLH-DSA).
5: Infraestructura y Almacenamiento (PKI y Hardware)
PKI (Infraestructura de Clave Pública): Gestión, emisión y validación de claves.
Autoridad Certificadora (CA): Emite certificados estándar X.509.
Validación de Estado: CRL (listas de revocación) y OCSP (consulta en línea).
Sellado de Tiempo (TSA): Garantiza legalmente la fecha y hora exacta de la firma.
Custodia Segura: Módulos HSM, Tokens USB criptográficos (PKCS #11) y chips TPM.
6: Vulnerabilidades y Ataques Criptográficos
Colisión de Hash (Ataque de Cumpleaños):
Generar dos documentos distintos con el mismo hash para intercambiarlos tras la firma (vulnerabilidad en MD5 y SHA-1).
Fuga o Reutilización de Nonce (ECDSA):
Usar un número aleatorio repetido o predecible al firmar permite calcular matemáticamente la clave privada de inmediato.
Ataques de Canal Lateral (Side-Channel):
Extracción de la clave privada midiendo tiempos de respuesta, consumo eléctrico o radiación electromagnética del chip.
Homomorfismo y Maleabilidad en RSA sin Relleno (Textbook RSA):
Manipular firmas matemáticas cuando no se utilizan esquemas de relleno seguro como RSA-PSS.
Ataque Man-in-the-Middle (MitM) en Claves Públicas:
Suplantación de la clave pública del firmante ante la ausencia de una Autoridad de Certificación confiable.
Ataques de Reinyección (Replay Attack):
Captura de una firma válida para reutilizarla fuera de contexto temporal, mitigado con marcas de tiempo (TSA) y nonces únicos.
Amenaza Cuántica:
Ruptura de RSA y curvas elípticas convencionales mediante computación cuántica ejecutando el Algoritmo de Shor.
7: Aplicaciones Prácticas
Protocolos Seguros: TLS/HTTPS, SSH, S/MIME, PGP.
Firma de Software (Code Signing): Validación de integridad en instaladores, ejecutables y firmware.
Documentación y Legal: Facturación electrónica, contratos digitales (estándares PAdES/PDF, XAdES/XML).
Redes Distribuidas: Validación de transacciones y bloques en tecnología Blockchain.
