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El código Feistel es una estructura de diseño utilizada en algoritmos de cifrado de bloque, como el DES (Data Encryption Standard). Es un tipo de red de Feistel, que es una forma de aplicar funciones matemáticas repetidamente para transformar los datos de una manera que sea difícil de revertir sin la clave correcta. Su objetivo principal es asegurar que cada bloque de datos se mezcle y se encripte de manera segura. A diferencia de otros métodos, no es necesario invertir completamente la función utilizada para cifrar; la red de Feistel permite que el proceso de descifrado sea una versión modificada del proceso de cifrado.

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1. División del bloque: El bloque de datos de entrada se divide en dos mitades: L (izquierda) y R (derecha).

2. Función de Feistel: Se aplica una función F sobre una de las mitades (por lo general, la mitad derecha) combinada con una clave de ronda.

3. XOR con la otra mitad: El resultado de la función F se combina con la otra mitad del bloque mediante una operación XOR.

4. Intercambio de mitades: Las mitades de los datos se intercambian y el proceso se repite durante varias rondas, utilizando diferentes subclaves derivadas de la clave original.

El proceso de descifrado es similar, pero las claves de las rondas se utilizan en orden inverso.

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Cifrado de Datos DES (Data Encryption Standard)

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Cifrado de Datos DES (Data Encryption Standard)

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El DES es un algoritmo de cifrado simétrico de bloque que utiliza una clave de 56 bits para cifrar bloques de datos de 64 bits. Se basa en la estructura Feistel y se aplica de manera repetida a través de 16 rondas. DES fue un estándar de cifrado utilizado durante muchos años, pero debido a su tamaño de clave relativamente pequeño (56 bits), se considera vulnerable frente a ataques de fuerza bruta en la actualidad.

Características:

Bloques de 64 bits: El DES cifra bloques de datos de 64 bits.

Claves de 56 bits: La clave de cifrado tiene 56 bits, aunque la longitud total de la clave es de 64 bits (8 bits son utilizados para la verificación de paridad).

16 rondas: El proceso de cifrado pasa por 16 rondas, cada una utilizando una clave de ronda derivada de la clave original.

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El efecto avalancha es un principio fundamental en el diseño de algoritmos de cifrado. Se refiere a la propiedad de que una pequeña alteración en la entrada (como cambiar un solo bit del mensaje o de la clave) debe provocar un cambio drástico e impredecible en la salida del algoritmo (el texto cifrado). Esto garantiza que el cifrado sea sensible y seguro, dificultando la relación directa entre el texto plano y el texto cifrado, incluso si el atacante tiene acceso a textos cifrados similares.

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Principios de Diseño de Cifrado de Bloque

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Principios de Diseño de Cifrado de Bloque

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Confusión: Asegura que la relación entre el texto claro y el texto cifrado sea lo más compleja posible. La confusión se logra mediante la aplicación de funciones no lineales, como las sustituciones, que hacen que los cambios en los bits de entrada no se reflejen de manera predecible en la salida.

Difusión: Asegura que los bits de la entrada se distribuyan uniformemente en el texto cifrado, de modo que cambiar un bit de la entrada afecte a muchos bits de la salida. Esto se logra mediante la permutación y otras operaciones.

Resistencia a ataques: Los algoritmos deben ser resistentes a ataques conocidos, como ataques de texto plano conocido, de texto cifrado conocido, y ataques de fuerza bruta.

Reversibilidad: El algoritmo debe ser reversible. Es decir, debe ser posible descifrar el texto cifrado para obtener el texto claro original, pero sin la clave, es prácticamente imposible hacerlo.

Uso eficiente de la clave: La clave debe ser de longitud suficiente para resistir ataques y estar distribuida de forma adecuada en las rondas del cifrado.

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Cifrado de Datos AES (Advanced Encryption Standard)

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Cifrado de Datos AES (Advanced Encryption Standard)

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El AES es un algoritmo de cifrado de bloque simétrico utilizado en la actualidad como el estándar de cifrado. AES fue adoptado como reemplazo de DES debido a su mayor seguridad y eficiencia. AES cifra bloques de datos de 128 bits y permite claves de 128, 192 o 256 bits.

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Caracterisiticas de Cifrado de Datos AES (Advanced Encryption Standard)

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Caracterisiticas de Cifrado de Datos AES (Advanced Encryption Standard)

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Características:

Bloques de 128 bits: AES cifra bloques de 128 bits de datos.

Claves de 128, 192 o 256 bits: AES permite tres tamaños de clave diferentes, lo que aumenta su seguridad.

Rondas: La cantidad de rondas depende del tamaño de la clave:

10 rondas para claves de 128 bits.

12 rondas para claves de 192 bits.

14 rondas para claves de 256 bits.

Estructura de sustitución y permutación: AES no sigue la estructura Feistel, sino que utiliza una serie de sustituciones (S-Box), permutaciones y operaciones matemáticas como la multiplicación en el campo de Galois.