¿Que es una asignatura digital?

¿Que es una asignatura digital?

La firma digital es un mecanismo cifrado que se utiliza para verificar la autenticidad e integridad de los datos digitales. Podemos pensar en él como una versión digital de firmas manuscritas comunes, pero con niveles más altos de complejidad y seguridad.

En resumen, podemos describir una firma digital como un código que se adjunta a un mensaje o documento. Una vez generado, el código actúa como prueba de que el mensaje no ha sido manipulado en el camino del remitente al destinatario.

Si bien el concepto de proteger las comunicaciones mediante criptografía se remonta a la antigüedad, los sistemas de firma digital se convirtieron en una posible realidad en la década de 70, gracias al desarrollo de la criptografía de clave pública (PKC). Por lo tanto, para aprender cómo funcionan las firmas digitales, primero debemos comprender los conceptos básicos de las funciones hash y la criptografía de clave pública.

Funciones hash

Las funciones hash son uno de los elementos principales de los sistemas de firma digital. El procesamiento de hash implica cambiar datos de cualquier tamaño a datos de tamaño fijo. Esto se realiza mediante un tipo especial de algoritmo conocido como funciones hash. Las salidas generadas por una función hash se conocen como valores hash.

Cuando se combinan con la criptografía, las llamadas funciones hash criptográficas se pueden utilizar para generar un valor hash que actúa como una huella digital única.

Esto significa que cualquier cambio en los datos de entrada (mensaje) resultaría en un hash completamente diferente. Esta es la razón por la que las funciones hash criptográficas se utilizan ampliamente para verificar la autenticidad de los datos digitales.

¿Que es una asignatura digital?

Cifrado de clave pública (PKC)

La criptografía de clave pública, o PKC, se refiere a un sistema criptográfico que utiliza un par de claves: una clave pública y una llave privada. Las dos claves están relacionadas matemáticamente y se pueden utilizar tanto para el cifrado de datos como para firmas digitales.

Como herramienta de cifrado, el sistema PKC es más seguro que los métodos más rudimentarios de cifrado simétrico. Mientras que los sistemas más antiguos se basan en la misma clave para cifrar y descifrar la información, PKC permite cifrar los datos con la clave pública y descifrarlos con la clave privada correspondiente.

Además, el esquema PKC también se puede aplicar para la generación de firmas digitales. El proceso consiste en enviar un mensaje (o datos digitales), junto con la clave privada del remitente, a través de una función hachís.

Luego, el destinatario del mensaje puede verificar que la firma es válida utilizando la clave pública proporcionada por el remitente.

En algunas situaciones, las firmas digitales pueden implicar cifrado, pero no siempre es así. Por ejemplo, el cadena de bloques do Bitcoin utiliza firmas digitales y PKC, pero al contrario de lo que mucha gente piensa, no hay cifrado en el proceso. Técnicamente, el Bitcoin implementa el denominado algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA) para autenticar transacciones.

Cómo funcionan las firmas digitales

En el contexto de las criptomonedas, un sistema de firma digital generalmente consta de tres pasos básicos: hash, firma y verificación.

hashin

El primer paso es aplicar un hash al mensaje o al Información digital. Esto se realiza mediante un algoritmo hash, que cambia los datos a un valor hash. Como se mencionó, los mensajes pueden variar significativamente en tamaño, pero cuando se someten al proceso de hash, todos los valores generados (valores hash) tienen el mismo tamaño. Ésta es la propiedad principal de una función hash.

Sin embargo, aplicar hash a los datos no es obligatorio para producir una firma digital, ya que es posible utilizar una clave privada para firmar un mensaje sin hash. Sin embargo, en el caso de las monedas criptográficas, los mensajes siempre se transforman en hashes, ya que el tamaño fijo de los valores hash facilita todo el proceso.

Firma

Una vez que la información se ha transformado en valores hash, el remitente del mensaje debe firmarlo. Aquí es cuando entra en juego la criptografía de clave pública. Hay varios tipos de algoritmos de firma digital, cada uno con su propio mecanismo. Pero normalmente el mensaje se firmará con una clave privada y el destinatario del mensaje podrá verificar su validez utilizando la clave pública correspondiente (proporcionada por el remitente).

De hecho, si no se incluye la clave privada cuando se genera la firma, el destinatario del mensaje no podrá utilizar la clave pública correspondiente para verificar la validez de la firma y el mensaje. Las claves públicas y privadas son generadas por el remitente del mensaje, pero solo la clave pública se comparte con el receptor.

Es de destacar que las firmas digitales están directamente relacionadas con el contenido de cada mensaje. En consecuencia, a diferencia de las firmas manuscritas, que suelen ser iguales para no depender del mensaje, cada mensaje firmado digitalmente tendrá una firma digital diferente.

Verificación

Usemos un ejemplo para ilustrar todo el proceso hasta el último paso de verificación. Imagine que Mary le escribió un mensaje a John, generó un valor hash a partir del mensaje y lo combinó con su clave privada para generar una firma digital. La firma actuará como una huella digital única, única para ese mensaje.

Cuando John recibe el mensaje, puede verificar la validez de la firma digital utilizando la clave pública proporcionada por Mary. De esta manera, João puede estar seguro de que la firma fue creada por María porque solo ella tiene la clave privada que corresponde a esta clave pública (al menos eso esperamos).

Por lo tanto, es fundamental que María mantenga su clave privada en secreto. Si otra persona toma posesión de la clave privada de María, puede crear firmas digitales falsas a nombre de María. En el contexto de Bitcoin, esto significa que alguien podría usar la clave privada de María para mover o gastar sus Bitcoins sin su permiso.

¿Por qué son importantes las firmas digitales?

Las firmas digitales se utilizan a menudo para lograr tres resultados: integridad de los datos, autenticación y no repudio.

integridad de los datos. John puede ver que el mensaje de María no ha cambiado a lo largo del camino. Cualquier cambio en el mensaje produciría una firma completamente diferente.

Autenticidad. Siempre que la clave privada de Mary se mantenga en secreto, John puede usar su clave pública para confirmar que las firmas digitales fueron creadas por Mary y nadie más.

no repudio. Una vez que se genera una firma, María no puede negar que la firmó en el futuro a menos que su clave privada se vea comprometida de alguna manera.

Casos de uso

Las firmas digitales se pueden aplicar a muchos tipos de documentos y certificados digitales. Entonces tienen muchas aplicaciones posibles. Algunos de los casos de uso más comunes incluyen:

Tecnología de la Información. Mejorar la seguridad de los sistemas de comunicación de Internet.

Finanzas. Las firmas digitales pueden ser hecho efectivo en auditorías, informes de gastos, contratos de préstamos y más.

Legal. Firmas digitales para todo tipo de contratos comerciales y acuerdos legales, incluidos documentos gubernamentales.

Sanidad. Las firmas digitales pueden prevenir el fraude en medicamentos recetados y registros médicos.

Bloqueo. Los esquemas de firma digital garantizan que solo los propietarios legítimos de moneda digital puedan firmar una transacción para mover dinero (siempre que sus claves privadas no se vean comprometidas).

Limitaciones

Los principales desafíos que enfrentan los esquemas de firma digital se relacionan con al menos tres factores:

algoritmo. La calidad de los algoritmos empleados en un esquema de firma digital es fundamental. Esto incluye la elección de funciones hash fiables y sistemas de cifrado sólidos.

Implementación. Incluso si los algoritmos son buenos, es probable que una mala implementación haga que el sistema de firma digital falle.

llave privada. Si las claves privadas se ven comprometidas de alguna manera, se invalidarán las propiedades de autenticidad y no repudio. Para los usuarios de criptomonedas, la pérdida de una clave privada puede resultar en pérdidas financieras significativas.

Firmas electrónicas vs. Firmas digitales

En resumen, las firmas digitales se refieren a un tipo específico de firma electrónica, que se refiere a cualquier método electrónico para firmar documentos y mensajes. Por lo tanto, todas las firmas digitales son firmas electrónicas, pero lo contrario no siempre es cierto.

La principal diferencia entre los dos sistemas es la mecanismo de autenticación. Las firmas digitales utilizan sistemas criptográficos como funciones hash, criptografía de clave pública y técnicas criptográficas.

Conclusión

Las funciones hash y el sistema PKC son elementos cruciales en los esquemas de firma digital, que ahora se aplican en una amplia variedad de situaciones. Si se implementan correctamente, las firmas digitales pueden aumentar la seguridad, garantizar la integridad y facilitar la autenticación de todo tipo de datos digitales.

En el mundo blockchain, las firmas digitales se utilizan para firmar y autorizar transacciones en moneda digital. Son particularmente importantes para Bitcoin porque las firmas garantizan que las monedas solo puedan ser utilizadas por personas que tengan las claves privadas correspondientes.

Aunque hemos utilizado firmas electrónicas y digitales durante años, todavía hay mucho espacio para crecer. Una gran parte de la burocracia actual todavía se basa en papel, pero es probable que veamos una mayor adopción de esquemas de firma digital a medida que avancemos hacia un sistema más digitalizado.

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