El Estándar de cifrado avanzado (AES) es un algoritmo criptográfico establecido por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) de EE. UU. en 2001. Es un cifrado de bloque de claves simétrico adoptado ampliamente en todo el mundo para el cifrado de datos electrónicos.
Los orígenes y la historia temprana de AES
El origen de AES se remonta a finales de la década de 1990, cuando el NIST buscó un sucesor del antiguo estándar de cifrado de datos (DES). Reconociendo la creciente necesidad de un cifrado robusto para satisfacer las demandas de un mundo digital cada vez más conectado, el NIST anunció un llamamiento para un nuevo estándar de cifrado en 1997.
El proceso de selección fue una competencia global abierta al escrutinio y comentarios públicos, con el objetivo de garantizar la transparencia y la confianza en el nuevo estándar. Después de un análisis exhaustivo y un criptoanálisis extenso, en 2001 se seleccionó como nuevo estándar un algoritmo presentado por dos criptógrafos belgas, Vincent Rijmen y Joan Daemen, conocido como Rijndael.
La mirada en profundidad a AES
AES, como se mencionó anteriormente, es un cifrado de bloque de claves simétrico, lo que implica que utiliza la misma clave tanto para el proceso de cifrado como para el de descifrado. A diferencia de su predecesor, DES, que tenía un tamaño de bloque fijo de 64 bits y un tamaño de clave de 56 bits, AES ofrece más flexibilidad con el tamaño de bloque y el tamaño de clave. AES fue diseñado para manejar bloques de 128 bits con tamaños de clave de 128, 192 y 256 bits.
Para ofrecer una seguridad sólida, AES opera mediante una serie de transformaciones que convierten texto sin formato (datos de entrada) en texto cifrado (datos cifrados). Estas transformaciones incluyen sustitución, permutación, mezcla y adición de claves, aplicadas en múltiples rondas.
El funcionamiento interno de AES
AES funciona a través de un número predeterminado de ciclos llamados "rondas". Para una clave de 128 bits, hay 10 rondas; para una clave de 192 bits, 12 rondas; y para una clave de 256 bits, 14 rondas. Cada ronda incluye cuatro funciones de transformación distintas:
- Subbytes – un paso de sustitución en el que cada byte del bloque se reemplaza por otro según una tabla de búsqueda, la S-Box.
- ShiftFilas – un paso de transposición en el que los bytes de cada fila del estado se desplazan cíclicamente.
- MezclarColumnas – una operación de mezcla que opera sobre las columnas del estado, combinando los cuatro bytes de cada columna.
- Agregar clave redonda – un paso en el que cada byte del estado se combina con la clave redonda; cada clave de ronda se deriva de la clave de cifrado mediante una programación de claves.
La ronda final omite el paso MixColumns por razones técnicas relacionadas con hacer factible el descifrado.
Características clave de AES
AES destaca por sus características únicas:
- Eficiencia: AES funciona rápidamente tanto en software como en hardware, lo que lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones.
- Flexibilidad: AES admite tamaños de clave de 128, 192 y 256 bits, lo que se adapta a distintos grados de necesidades de seguridad.
- Seguridad: Debido a su alto tamaño de clave y tamaño de bloque, AES es resistente a todos los ataques prácticos conocidos cuando se implementa correctamente.
- Adopción generalizada: AES es mundialmente reconocido y utilizado en numerosos protocolos y sistemas de seguridad en todo el mundo.
Variantes de AES: diferentes tamaños de clave
AES existe principalmente en tres variantes, dictadas por la longitud de la clave utilizada en el proceso de cifrado y descifrado:
| Longitud de clave (bits) | Número de rondas |
|---|---|
| 128 | 10 |
| 192 | 12 |
| 256 | 14 |
La longitud de la clave proporciona diferentes niveles de seguridad, siendo la clave de 256 bits la que ofrece el mayor nivel de seguridad.
Aplicaciones prácticas y problemas en AES
AES ha encontrado una amplia gama de aplicaciones en diversos campos, incluidos las telecomunicaciones, la banca y el comercio electrónico, debido a su seguridad y eficiencia. También se utiliza para proteger redes inalámbricas, VPN e información clasificada hasta el nivel Top Secret dentro del gobierno de EE. UU.
Uno de los principales problemas relacionados con AES surge cuando se implementa incorrectamente o cuando la gestión de claves es inadecuada. Las mejores prácticas criptográficas, incluida la gestión segura de claves y la generación adecuada de números aleatorios, son esenciales para mantener la seguridad que proporciona AES.
Comparaciones y características de AES frente a algoritmos similares
Comparando AES con otros algoritmos criptográficos similares como DES, Triple DES y Blowfish, vemos ciertas ventajas y diferencias:
| Algoritmo | Tamaño de clave (bits) | Tamaño de bloque (bits) | Número de rondas | Notas |
|---|---|---|---|---|
| AES | 128/192/256 | 128 | 10/12/14 | Estandarizado y más utilizado. |
| DES | 56 | 64 | 16 | Vulnerable a ataques de fuerza bruta |
| 3DES | 112/168 | 64 | 48/32 | Más seguro que DES, pero más lento |
| pez globo | 32-448 | 64 | 16 | Rápido, pero tiene posibles problemas de seguridad con claves débiles |
Perspectivas y tecnologías futuras con respecto a AES
A medida que las capacidades computacionales continúan aumentando, la criptografía futura puede requerir estándares de cifrado novedosos o avanzados para mantener la seguridad. Sin embargo, por ahora, AES sigue siendo seguro contra todos los ataques prácticos conocidos, e incluso la computación cuántica no representa una amenaza significativa debido a su naturaleza simétrica.
Se están realizando esfuerzos para fortalecer AES contra posibles amenazas futuras, incluida una administración de claves más sólida, cifrado basado en hardware y longitudes de clave mayores. Además, el NIST ha iniciado un proceso para desarrollar algoritmos criptográficos resistentes a los cuánticos, que podrían coexistir con AES.
AES y servidores proxy
Los servidores proxy suelen utilizar AES para proteger los datos en tránsito entre el cliente y el servidor. Al cifrar los datos transmitidos a través de una red, AES puede garantizar la confidencialidad y la protección contra escuchas ilegales. Empresas como OneProxy utilizan el cifrado AES para mantener la privacidad y seguridad de los datos de sus usuarios.
Dada la naturaleza sensible de la información que a menudo se transmite a través de servidores proxy, los estándares de cifrado sólidos como AES son cruciales. Ya sea por anonimato o para desbloquear contenido, el uso de AES garantiza que los datos del usuario permanezcan seguros.
enlaces relacionados
Para obtener más información sobre AES, los siguientes recursos pueden resultar útiles:
