¿Cuál es la diferencia entre cifrado y hash? ¿Es el hash más seguro que el cifrado?

Introducción

En el campo de la seguridad de datos, cifradoon y el hash se comparan comúnmente, pero ¿por qué es este el caso? El cifrado es una función bidireccional donde los datos se pasan como texto plano y salen como texto cifrado. El texto plano es lo que está leyendo en este artículo, mientras que el texto cifrado es texto que se vuelve ilegible mediante el cifrado. Dado que el cifrado es bidireccional, los datos se pueden descifrar para que sean legibles nuevamente. El hash, por otro lado, es unidireccional, lo que significa que el texto plano se codifica en un resumen único, mediante el uso de una sal, que no se puede descifrar. Técnicamente, el hash se puede revertir, pero la potencia computacional necesaria para descifrar el resumen del hash hace que el descifrado sea inviable. También puede hacer que el descifrado sea aún más complejo al agregar sal a un hash. Una sal son datos aleatorios que se utilizan en el algoritmo de hash para complicar aún más el resumen del hash. Luego, la sal se almacena con el valor del hash en una base de datos. Por lo general, usaría una sal en el hash si desea aumentar la complejidad del resumen del hash, sin hacerlo más complicado para los usuarios de contraseñas, si está haciendo hash de contraseñas.

El hash funciona de la siguiente manera: el texto plano se pasa a un algoritmo hash que genera el resumen hash. El algoritmo hash realiza diferentes cálculos matemáticos con los datos del texto plano para generar dicho resumen hash. Este algoritmo es más eficaz cuando es resistente a colisiones. La resistencia a colisiones significa que todos los resúmenes son únicos y no se superponen. Esto significa que el algoritmo hash debe ser lo suficientemente complejo como para evitar hashes superpuestos, pero no tan complejo como para que su cálculo tarde demasiado. El cifrado se presenta en dos tipos diferentes, y tanto el cifrado como el hash comparten varios tipos de algoritmos.

Algoritmos comunes de cifrado y hash

El cifrado viene en dos tipos: Asimétrico y simétricoEl cifrado asimétrico utiliza dos claves diferentes, una pública y una privada, para cifrar y descifrar. La clave privada se utiliza para cifrar los datos y se mantiene en secreto, excepto para quien los cifra. La clave pública está disponible para todos y se utiliza para descifrar. Con el cifrado asimétrico, se puede verificar la autenticidad de los datos, ya que si se modificaran durante el transporte, no se podrían volver a cifrar con la clave privada. El cifrado simétrico utiliza la misma clave para cifrar y descifrar. Este tipo de cifrado consume menos potencia de procesamiento y es más rápido, pero es menos seguro, ya que solo se utiliza una clave.

Algoritmos de cifrado simétrico:

• Advanced Encryption Standard (AES)
• Blowfish
• Twofish
• Rivest Cipher (RC4) [Obsoleto]
• Estándar de cifrado de datos (DES) [obsoleto]

Algoritmos de cifrado asimétrico:

• Algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA)
• Rivest-Shamir-Adleman (RSA)
• Diffie-Hellman
• Bastante buena privacidad (PGP)

Algoritmos hash:

• Algoritmo de resumen de mensajes (MD5)
• Algoritmo hash seguro (SHA-1 [obsoleto], SHA-2, SHA-3)
• WHIRLPOOL
• KENZO
• Comprobación de reducción cíclica (CRC32)

Casos de uso de hash y cifrado

Aunque son similares, el cifrado y el hash se utilizan con diferentes propósitos. Uno de los usos del hash es comparar grandes cantidades de datos. Los valores hash son mucho más fáciles de comparar que grandes cantidades de datos, ya que son más concisos. El hash también se utiliza para mapear datos, ya que encontrar valores mediante hashes es rápido y los hashes de calidad no se superponen. Los hashes se utilizan en firmas digitales y para crear cadenas aleatorias que eviten la duplicación de datos en bases de datos. Dado que el hash es extremadamente inviable de revertir, se utilizan algoritmos de hash en las contraseñas. Esto hace que la contraseña sea más corta e indescifrable para los atacantes.

El cifrado, por otro lado, suele utilizarse para cifrar datos en tránsito. Los datos transmitidos solo deben ser leídos por el destinatario, por lo que deben enviarse de forma que un atacante no pueda leerlos. El cifrado oculta los datos a cualquiera que los obtenga durante el tránsito y solo permite que el propietario de la clave de descifrado los lea. En otras ocasiones, el cifrado se utiliza en lugar del hash para almacenar y recuperar datos en bases de datos, métodos de autenticación y otros casos donde los datos deben permanecer ocultos en reposo, pero recuperarse posteriormente.

Cuándo usar hash

En general, el hash es útil cuando se necesita una representación de datos de tamaño fijo, se desea verificar la integridad de los datos eficientemente o se requiere una distribución rápida y uniforme de los datos en diversas aplicaciones, como seguridad, recuperación de datos y sistemas distribuidos. Las funciones hash se utilizan comúnmente en diversas aplicaciones de informática y seguridad de la información. A continuación, se presentan algunos escenarios en los que el hash es especialmente útil:

1. Verificación de integridad de datos

   El hash se utiliza comúnmente para verificar la integridad de los datos. Al generar un valor hash (suma de comprobación) de un dato y compararlo con un valor hash calculado previamente, se puede determinar rápidamente si los datos han sido alterados. Esto es crucial para garantizar la integridad de los archivos durante la transmisión o el almacenamiento de datos.

2. Almacenamiento de contraseña

   El hash es esencial para almacenar contraseñas de forma segura. En lugar de almacenar las contraseñas reales, los sistemas almacenan sus valores hash. Al intentar iniciar sesión, se realiza un hash de la contraseña introducida y se compara con el hash almacenado. De esta forma, incluso si los valores hash se ven comprometidos, las contraseñas originales no son fáciles de recuperar.

3. Firmas digitales

   Las funciones hash son un componente fundamental de las firmas digitales. En los esquemas de firma digital, el hash del mensaje se firma con una clave privada. Los destinatarios pueden verificar la firma utilizando la clave pública del remitente y comparando el hash calculado con el valor hash recibido.

4. Aplicaciones criptográficas

   Las funciones hash se utilizan ampliamente en protocolos y algoritmos criptográficos. Desempeñan un papel en los códigos de autenticación de mensajes (MAC), las funciones de derivación de claves (KDF) y otros mecanismos de seguridad para garantizar la integridad y autenticidad de los datos.

5. Tablas hash y recuperación de datos

   Las funciones hash se utilizan en las tablas hash, una estructura de datos que permite una recuperación eficiente de datos. Al asignar claves a índices en una matriz mediante una función hash, las tablas hash permiten realizar búsquedas rápidas.

Cuándo cifrar datos

El cifrado de datos es crucial en situaciones donde la confidencialidad y la privacidad son primordiales. A continuación, se presentan varias situaciones en las que el cifrado de datos es muy recomendable:

1. Transmisión De Datos

   Al transmitir información confidencial a través de redes, como durante transacciones bancarias en línea, el acceso a cuentas de correo electrónico o la realización de compras en línea, el cifrado de datos garantiza que, incluso si son interceptados, no puedan ser fácilmente comprendidos por terceros no autorizados. Protocolos seguros como HTTPS utilizan cifrado para proteger los datos durante la transmisión.

2. Información personal almacenada

   La información personal, incluyendo registros financieros, historiales médicos y datos de identificación, debe estar cifrada al almacenarse en dispositivos o servidores. Esto ayuda a proteger los datos del acceso no autorizado, especialmente en caso de robo de dispositivos o filtración de datos.

3. Seguridad de la base de datos

   Las bases de datos que contienen información confidencial, como credenciales de usuario, datos de tarjetas de crédito o datos empresariales confidenciales, deben usar cifrado para protegerse contra el acceso no autorizado. Se pueden emplear mecanismos de cifrado como el Cifrado Transparente de Datos (TDE) para cifrar bases de datos completas o columnas específicas.

4. Copia de seguridad y almacenamiento

   Las copias de seguridad y el almacenamiento de datos, ya sea en dispositivos físicos o en la nube, deben estar encriptados. Esto protege la información en caso de pérdida de datos o robo de los medios de almacenamiento.

5. Portátiles y dispositivos móviles

   Cifrar datos en computadoras portátiles, teléfonos móviles y otros dispositivos portátiles es esencial. En caso de pérdida o robo, el cifrado impide que personas no autorizadas accedan fácilmente a los datos almacenados.

Comparaciones

	Cifrado	Hashing
Definición	Una función bidireccional que toma datos de texto simple y los convierte en texto cifrado indescifrable.	Un método unidireccional para ocultar datos confidenciales. Mediante un algoritmo de hash, este convierte un texto plano en un resumen de hash único que no puede revertirse al texto plano original sin un esfuerzo considerable.
¿Reversible o irreversible?	Reversible	Irreversible
¿Salida de longitud variable o fija?	Longitud variable	Longitud fija
Tipos	Asimétrico y simétrico	Hashing
Algoritmos comunes	AES, RC4, DES, RSA, ECDSA	SHA-1, SHA-2, MD5, CRC32, WHIRLPOOL