Cifrado de datos

Importancia de la encriptación de datos en la seguridad

El cifrado de datos desempeña un papel vital para garantizar la seguridad y la privacidad de la información confidencial almacenada o transmitida a través de redes, dispositivos o sistemas. Cuando los datos están encriptados, los usuarios no autorizados no pueden acceder a su contenido ni comprenderlo, aunque los intercepten. Algunas de las principales ventajas de la encriptación de datos son:

• Proteger información sensible, como contraseñas, datos financieros, registros de identificación y propiedad intelectual, de accesos no autorizados.
• Garantizar la integridad de los datos impidiendo su modificación o manipulación no autorizada.
• Cumplir las normas del sector y los requisitos normativos, como GDPR e HIPAA, que exigen el cifrado de datos a las empresas que manejan información sensible de los usuarios.
• Mejorar la confianza de los usuarios en las aplicaciones y servicios que manejan su información personal, demostrando prácticas seguras de almacenamiento y transmisión de datos.

Explicación del Estándar de Cifrado de Datos

El Estándar de Cifrado de Datos (DES) es un algoritmo de cifrado de clave simétrica desarrollado y publicado por la Oficina Nacional de Estándares de Estados Unidos en 1977. En esencia, el DES utiliza un cifrado por bloques de 64 bits con una clave de 56 bits para cifrar y descifrar, proporcionando una seguridad sólida para la transmisión y el almacenamiento de datos durante más de dos décadas. El algoritmo implica múltiples rondas de procesos de sustitución y permutación, lo que lo hace resistente a diversos ataques criptográficos.

• Permutación inicial: Reorganización de los datos del texto plano de entrada antes de entrar en el proceso de cifrado.
• Generación de subclaves: Creación de 16 subclaves únicas de 48 bits a partir de la clave original de 56 bits.
• Funciones de ronda: Realización de una serie de sustituciones y permutaciones en el texto plano, utilizando las subclaves generadas.
• Permutación final: Reorganizar el resultado de la última ronda para obtener el texto cifrado.

Con los avances en la potencia de cálculo, el DES se ha considerado inseguro debido al tamaño limitado de 56 bits de la clave. En respuesta a este problema de seguridad, se desarrolló el Estándar de Cifrado de Datos Triple (Triple DES o 3DES) como alternativa más segura.

Estándar de Cifrado de Datos vs Estándar de Cifrado de Datos Triple

El Estándar de Cifrado de Datos Triple (3DES) es una mejora del Estándar de Cifrado de Datos original que emplea el mismo algoritmo de cifrado pero con mayor seguridad. La principal diferencia entre DES y 3DES radica en la forma en que se lleva a cabo el proceso de encriptación:

El 3DES ha sido ampliamente adoptado como alternativa más segura al DES, ya que proporciona una mayor resistencia a los ataques de fuerza bruta debido a su mayor tamaño de clave. Sin embargo, es importante tener en cuenta que también se ha descubierto que el 3DES es vulnerable a ciertos ataques y tiene un proceso de cifrado más lento en comparación con algoritmos más modernos. Por ello, se han desarrollado nuevos estándares de encriptación, como el Estándar de Encriptación Avanzada (AES), para mejorar aún más la seguridad y la eficacia.

Tipos y usos de las formas de encriptación de datos

La encriptación de datos puede clasificarse a grandes rasgos en dos categorías principales: encriptación de clave simétrica y encriptación de clave asimétrica. Cada categoría tiene diferentes algoritmos de encriptación que son adecuados para diversos usos, dependiendo de factores como la velocidad, el nivel de seguridad y la potencia de procesamiento. Echemos un vistazo más de cerca a estas categorías y a algunos de los algoritmos de encriptación más utilizados dentro de ellas.

• Cifrado de clave simétrica:En esta forma de cifrado, se utiliza la misma clave para los procesos de cifrado y descifrado.
  • Estándar de Cifrado de Datos (DES): Como ya se ha comentado, DES es un algoritmo de encriptación de clave simétrica muy utilizado que ahora se considera inseguro debido a su pequeño tamaño de clave.
  • Estándar de Cifrado de Datos Triple (3DES): Una alternativa más segura al DES, el 3DES aplica el mismo algoritmo tres veces con dos o tres claves diferentes, lo que proporciona una mayor fuerza criptográfica.
  • Estándar de Cifrado Avanzado (AES): Un moderno algoritmo de cifrado de clave simétrica que admite varios tamaños de clave (128 bits, 192 bits y 256 bits). El AES se considera muy seguro y eficaz, y está muy extendido en diversos sectores y aplicaciones.
• Cifrado de clave asimétrica:En esta forma de cifrado se utilizan dos claves diferentes: una clave pública para el cifrado y una clave privada para el descifrado.
  • Rivest-Shamir-Adleman (RSA): RSA es un algoritmo de encriptación de clave pública ampliamente utilizado que proporciona funciones tanto de encriptación como de firma digital. Se utiliza para proteger información sensible en aplicaciones como SSL/TLS, comunicación segura por correo electrónico y firmas digitales.
  • Criptografía de Curva Elíptica (ECC): La ECC es un método de cifrado de clave asimétrica basado en la estructura algebraica de las curvas elípticas. Ofrece una mayor seguridad con tamaños de clave más pequeños que RSA, lo que la hace más adecuada para los dispositivos del Internet de las Cosas (IoT), las aplicaciones móviles y otros entornos con recursos limitados.

Seleccionar el método de cifrado de datos adecuado

Elegir el método de cifrado de datos adecuado es crucial para garantizar el nivel apropiado de seguridad, rendimiento y escalabilidad para tu aplicación. Para tomar una decisión informada, ten en cuenta los siguientes factores:

• Nivel de seguridad: La fuerza de un algoritmo de encriptación viene determinada por factores como el tamaño de la clave, la complejidad algorítmica y la resistencia a los ataques. Elige un método de encriptación que proporcione el nivel de seguridad necesario para tu aplicación. Por ejemplo, se considera que AES proporciona un alto nivel de seguridad para la mayoría de las aplicaciones modernas, mientras que los algoritmos más antiguos, como DES, se consideran inseguros.
• Velocidad y rendimiento: Los procesos de encriptación y desencriptación consumen recursos informáticos y pueden afectar al rendimiento general del sistema. Asegúrate de que el método de encriptación elegido ofrece un nivel aceptable de rendimiento y tiene un impacto mínimo en el rendimiento del sistema. Por ejemplo, los métodos de encriptación de clave simétrica, como AES, ofrecen tiempos de encriptación y desencriptación más rápidos que los métodos de clave asimétrica, como RSA.
• Gestión y distribución de claves: Implantar procesos seguros de gestión y distribución de claves es fundamental para mantener la integridad de los datos cifrados. Los métodos de encriptación de clave asimétrica, como RSA, facilitan la distribución de claves gracias al uso de pares de claves pública y privada. Sin embargo, los métodos de clave simétrica necesitan un mecanismo seguro para intercambiar claves secretas entre usuarios y sistemas.
• Escalabilidad: A medida que aumenta el número de usuarios y dispositivos conectados a una aplicación, el proceso de encriptación debe escalar en consecuencia. Elige un método de encriptación que admita la escalabilidad necesaria sin comprometer la seguridad ni el rendimiento. Por ejemplo, en determinados escenarios a gran escala, la criptografía de curva elíptica (ECC) ofrece mejor escalabilidad que RSA debido a los tamaños de clave más pequeños.
• Compatibilidad: Cuando selecciones un método de encriptación, asegúrate de que es compatible con los sistemas, software y protocolos existentes en el entorno de tu aplicación. La interoperabilidad y la normalización son esenciales para una integración sin fisuras y una seguridad coherente en los distintos componentes de un sistema o aplicación.

En resumen, seleccionar el método de encriptación de datos adecuado depende de varios factores, como los requisitos de seguridad, el rendimiento, la gestión de claves, la escalabilidad y la compatibilidad. Evalúa estos factores cuidadosamente y analiza las opciones disponibles para tomar una decisión bien informada que se adapte mejor a las necesidades específicas de tu aplicación.

Técnicas y buenas prácticas de encriptación de datos

Implementar el cifrado de datos en las bases de datos es vital para proteger la información sensible almacenada en la base de datos y garantizar su confidencialidad, integridad y accesibilidad. La encriptación de bases de datos puede aplicarse a distintos niveles, como a nivel de tabla, columna o celda, según los requisitos específicos y la sensibilidad de los datos que se manejen. La elección de las técnicas de encriptación y las mejores prácticas dependerá de varios factores, como el sistema de gestión de bases de datos (SGBD) que se utilice, los objetivos de protección y los cumplimientos normativos que deban satisfacerse.

He aquí algunas directrices y buenas prácticas para implantar el cifrado de datos en bases de datos:

• Selecciona las técnicas de encriptación adecuadas: Utiliza los métodos de encriptación adecuados en función de la sensibilidad de los datos almacenados en la base de datos y del impacto que la técnica de encriptación pueda tener en el rendimiento del sistema. Entre las técnicas de encriptación más populares para bases de datos se encuentran la encriptación transparente de datos (TDE), la encriptación a nivel de columna y la encriptación a nivel de celda, dependiendo del nivel de granularidad requerido. Por ejemplo, el TDE se suele utilizar para cifrar archivos completos de bases de datos, mientras que el cifrado a nivel de columna es más apropiado para proteger elementos de datos concretos dentro de una tabla.
• Garantizar la gestión de claves de encriptación: Implanta un sistema sólido de gestión de claves de cifrado para proteger las claves de cifrado y descifrado de accesos no autorizados y posibles violaciones de la seguridad. Centraliza la gestión de claves para un mejor control, implanta controles de acceso para proteger el almacenamiento de claves, y emplea procedimientos de rotación y archivo de claves para una mayor seguridad.
• Integrar con la gestión de identidades y accesos: Coordina el cifrado de la base de datos con el sistema existente de gestión de identidades y accesos (IAM), utilizando controles de acceso basados en funciones (RBAC) para determinar qué usuarios pueden ver, modificar o descifrar determinados datos. Este enfoque ayuda a gestionar el acceso a los datos sensibles de la base de datos, permitiendo que sólo el personal autorizado acceda a la información encriptada.
• Considera el enmascaramiento de datos y la tokenización: Además de la encriptación, considera la posibilidad de aplicar el enmascaramiento de datos o la tokenización para proteger los campos no sensibles de la base de datos. El enmascaramiento de datos ofusca los datos sensibles sustituyéndolos por elementos de datos ficticios, mientras que la tokenización sustituye los datos reales por un token único o un identificador de referencia. Ambos métodos ayudan a minimizar el riesgo de exponer datos sensibles en caso de violación de la seguridad.
• Audita y revisa periódicamente las medidas de seguridad: Audita y revisa periódicamente las medidas de encriptación de bases de datos aplicadas para garantizar su eficacia y el cumplimiento de las normas de seguridad más recientes. Realiza evaluaciones de riesgos periódicas para identificar posibles vulnerabilidades o puntos débiles y adopta las medidas correctivas adecuadas para solucionarlos.

La aplicación de estas mejores prácticas de encriptación de bases de datos ayudará a establecer una base de seguridad sólida, garantizando que los datos sensibles almacenados en la base de datos estén adecuadamente protegidos frente a accesos no autorizados y posibles violaciones de la seguridad.