Criptosistema

Suite of cryptographic algorithms needed to implement a particular security service

En criptografía , un criptosistema es un conjunto de algoritmos criptográficos necesarios para implementar un servicio de seguridad particular, como la confidencialidad ( cifrado ). ^[1]

Por lo general, un criptosistema consta de tres algoritmos: uno para la generación de claves , otro para el cifrado y otro para el descifrado. El término cifrado (a veces cypher ) se utiliza a menudo para referirse a un par de algoritmos, uno para el cifrado y otro para el descifrado. Por lo tanto, el término criptosistema se utiliza con mayor frecuencia cuando el algoritmo de generación de claves es importante. Por esta razón, el término criptosistema se utiliza comúnmente para referirse a las técnicas de clave pública ; sin embargo, tanto "cifrado" como "criptosistema" se utilizan para las técnicas de clave simétrica .

Definición formal

Matemáticamente, un criptosistema o esquema de cifrado se puede definir como una tupla con las siguientes propiedades. ${\displaystyle ({\mathcal {P}},{\mathcal {C}},{\mathcal {K}},{\mathcal {E}},{\mathcal {D}})}$

1. ${\displaystyle {\mathcal {P}}}$es un conjunto llamado "espacio de texto plano". Sus elementos se denominan textos planos.
2. ${\displaystyle {\mathcal {C}}}$es un conjunto llamado "espacio de texto cifrado". Sus elementos se denominan textos cifrados.
3. ${\displaystyle {\mathcal {K}}}$es un conjunto llamado "espacio de claves". Sus elementos se denominan claves.
4. ${\displaystyle {\mathcal {E}}=\{E_{k}:k\in {\mathcal {K}}\}}$Es un conjunto de funciones . Sus elementos se denominan "funciones de cifrado". ${\displaystyle E_{k}:{\mathcal {P}}\rightarrow {\mathcal {C}}}$
5. ${\displaystyle {\mathcal {D}}=\{D_{k}:k\in {\mathcal {K}}\}}$Es un conjunto de funciones . Sus elementos se denominan "funciones de descifrado". ${\displaystyle D_{k}:{\mathcal {C}}\rightarrow {\mathcal {P}}}$

Para cada , existe tal que para todos . ^[2] ${\displaystyle e\in {\mathcal {K}}}$ ${\displaystyle d\in {\mathcal {K}}}$ ${\displaystyle D_{d}(E_{e}(p))=p}$ ${\displaystyle p\in {\mathcal {P}}}$

Nota: normalmente esta definición se modifica para distinguir un esquema de cifrado como un sistema criptográfico de clave simétrica o de clave pública .

Ejemplos

Un ejemplo clásico de criptosistema es el cifrado César . Un ejemplo más contemporáneo es el criptosistema RSA .

Otro ejemplo de criptosistema es el Estándar de cifrado avanzado (AES). El AES es un algoritmo de cifrado simétrico ampliamente utilizado que se ha convertido en el estándar para proteger datos en diversas aplicaciones.

El criptosistema Pallier es otro ejemplo que se utiliza para preservar y mantener la privacidad y la información confidencial. Se utiliza en votaciones electrónicas, loterías electrónicas y subastas electrónicas. ^[3]

Véase también

• Lista de criptosistemas
• Seguridad semántica

Referencias

1. Menezes, A.; Oorschot, P. van; Vanstone, S. (1997). Manual de criptografía aplicada (5.ª edición). CRC Press. ISBN 0-8493-8523-7.
2. Buchmann, Johannes A. (13 de julio de 2004). Introducción a la criptografía (2.ª ed.). Springer. ISBN 0-387-20756-2.
3. Xia, Zhe; Yang, Xiaoyun; Xiao, Min; He, Debiao (2016). Liu, Joseph K.; Steinfeld, Ron (eds.). "Cifrado de Paillier de umbral demostrablemente seguro basado en geometría de hiperplano". Seguridad de la información y privacidad . Cham: Springer International Publishing: 73–86. doi :10.1007/978-3-319-40367-0_5. ISBN 978-3-319-40367-0.