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Sistema de cifrado de archivos

El Sistema de Archivos Cifrados ( EFS ) de Microsoft Windows es una función introducida en la versión 3.0 de NTFS [ 1 ] que proporciona cifrado a nivel de sistema de archivos . ...

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El Sistema de Archivos Cifrados ( EFS ) de Microsoft Windows es una función introducida en la versión 3.0 de NTFS [ 1 ] que proporciona cifrado a nivel de sistema de archivos . Esta tecnología permite cifrar archivos de forma transparente para proteger los datos confidenciales de atacantes con acceso físico al equipo.

EFS está disponible en todas las versiones de Windows, excepto en las versiones domésticas (consulte Sistemas operativos compatibles a continuación) , a partir de Windows 2000. [ 2 ] De forma predeterminada, ningún archivo está cifrado, pero los usuarios pueden habilitar el cifrado por archivo, por directorio o por unidad. Algunas configuraciones de EFS también pueden ser obligatorias mediante Directiva de grupo en entornos de dominio de Windows . [ 3 ]

Existen implementaciones de sistemas de archivos criptográficos para otros sistemas operativos, pero el EFS de Microsoft no es compatible con ninguno de ellos. [ 4 ] Véase también la lista de sistemas de archivos criptográficos .

Ideas básicas

Cuando un sistema operativo se ejecuta en un sistema sin cifrado de archivos, el acceso a estos normalmente se realiza mediante la autenticación de usuario y las listas de control de acceso (ACC) controladas por el sistema operativo . Sin embargo, si un atacante obtiene acceso físico al equipo, esta barrera puede sortearse fácilmente. Una forma, por ejemplo, sería extraer el disco e insertarlo en otro equipo con un sistema operativo que pueda leer el sistema de archivos; otra, simplemente reiniciar el equipo desde un CD de arranque que contenga un sistema operativo compatible con el sistema de archivos local.

La solución más aceptada consiste en almacenar los archivos cifrados en soportes físicos (discos, memorias USB, cintas, CD, etc.).

En la familia de sistemas operativos Microsoft Windows, EFS habilita esta medida, aunque solo en unidades NTFS, y lo hace utilizando una combinación de criptografía de clave pública y criptografía de clave simétrica para que descifrar los archivos sea extremadamente difícil sin la clave correcta.

Sin embargo, las claves criptográficas de EFS están protegidas en la práctica por la contraseña de la cuenta de usuario y, por lo tanto, son vulnerables a la mayoría de los ataques de contraseña. En otras palabras, la seguridad del cifrado de un archivo depende de la contraseña utilizada para desbloquear la clave de descifrado.

Operación

Funcionamiento del sistema de cifrado de archivos

EFS funciona cifrando un archivo con una clave simétrica masiva , también conocida como clave de cifrado de archivo o FEK. Utiliza un algoritmo de cifrado simétrico porque requiere menos tiempo para cifrar y descifrar grandes cantidades de datos que si se utilizara un cifrado de clave asimétrica . El algoritmo de cifrado simétrico utilizado variará según la versión y la configuración del sistema operativo; consulte la sección "Algoritmos utilizados por la versión de Windows" a continuación. La FEK (la clave simétrica que se utiliza para cifrar el archivo) se cifra con una clave pública asociada al usuario que cifró el archivo, y esta FEK cifrada se almacena en el flujo de datos alternativo $EFS del archivo cifrado. [ 5 ] Para descifrar el archivo, el controlador del componente EFS utiliza la clave privada que coincide con el certificado digital EFS (utilizado para cifrar el archivo) para descifrar la clave simétrica almacenada en el flujo $EFS. A continuación, el controlador del componente EFS utiliza la clave simétrica para descifrar el archivo. Dado que las operaciones de cifrado y descifrado se realizan en una capa inferior a NTFS, resultan transparentes para el usuario y todas sus aplicaciones.

Las carpetas cuyo contenido debe ser cifrado por el sistema de archivos se marcan con un atributo de cifrado. El controlador del componente EFS trata este atributo de cifrado de forma análoga a la herencia de permisos de archivo en NTFS: si una carpeta está marcada para cifrado, todos los archivos y subcarpetas que se creen dentro de ella también se cifran por defecto. Cuando se mueven archivos cifrados dentro de un volumen NTFS, estos permanecen cifrados. Sin embargo, existen varias ocasiones en las que el archivo podría descifrarse sin que el usuario se lo pida explícitamente a Windows.

Los archivos y carpetas se descifran antes de copiarse a un volumen formateado con otro sistema de archivos, como FAT32 . Finalmente, cuando los archivos cifrados se copian a través de la red mediante el protocolo SMB/CIFS, se descifran antes de enviarlos.

La forma más eficaz de evitar el descifrado durante la copia es utilizar aplicaciones de copia de seguridad compatibles con las API "Raw". Estas aplicaciones copian el flujo de datos cifrado y el flujo de datos alternativo $EFS como un único archivo. En otras palabras, los archivos se copian (por ejemplo, en el archivo de copia de seguridad) encriptados y no se descifran durante el proceso.

A partir de Windows Vista , la clave privada de un usuario se puede almacenar en una tarjeta inteligente ; las claves del Agente de Recuperación de Datos (DRA) también se pueden almacenar en una tarjeta inteligente. [ 6 ]

Seguridad

Vulnerabilidades

En Windows 2000 EFS existían dos importantes vulnerabilidades de seguridad que, desde entonces, han sido objeto de diversos ataques.

En Windows 2000, el administrador local es el agente de recuperación de datos predeterminado, capaz de descifrar todos los archivos cifrados con EFS por cualquier usuario local. EFS en Windows 2000 no puede funcionar sin un agente de recuperación, por lo que siempre hay alguien que puede descifrar los archivos cifrados de los usuarios. Cualquier equipo con Windows 2000 que no esté unido a un dominio será susceptible al descifrado no autorizado de EFS por parte de cualquiera que pueda tomar el control de la cuenta de administrador local, lo cual es trivial dada la gran cantidad de herramientas disponibles gratuitamente en Internet. [ 7 ]

En Windows XP y versiones posteriores, no existe un Agente de Recuperación de Datos local predeterminado ni es necesario tener uno. Configurar SYSKEY en el modo 2 o 3 (clave introducida durante el arranque o almacenada en un disquete) reduce el riesgo de descifrado no autorizado a través de la cuenta de administrador local. Esto se debe a que los hashes de contraseña del usuario local, almacenados en el archivo SAM , se cifran con la clave Syskey, y el valor de Syskey no está disponible para un atacante sin conexión que no posea la contraseña o el disquete de Syskey.

Acceso a la clave privada mediante restablecimiento de contraseña

En Windows 2000, la clave privada RSA del usuario no solo se almacena de forma verdaderamente cifrada, sino que también existe una copia de seguridad con una protección más débil. Si un atacante obtiene acceso físico al equipo con Windows 2000 y restablece la contraseña de una cuenta de usuario local, [ 7 ] puede iniciar sesión como ese usuario (o agente de recuperación) y acceder a la clave privada RSA, que puede descifrar todos los archivos. Esto se debe a que la copia de seguridad de la clave privada RSA del usuario está cifrada con un secreto LSA, al que puede acceder cualquier atacante que pueda elevar sus privilegios a LocalSystem (lo cual es trivial dada la gran cantidad de herramientas disponibles en Internet).

En Windows XP y versiones posteriores, la clave privada RSA del usuario se respalda mediante una clave pública sin conexión, cuya clave privada correspondiente se almacena en uno de dos lugares: el disco de restablecimiento de contraseña (si Windows XP no pertenece a un dominio) o en Active Directory (si Windows XP pertenece a un dominio). Esto significa que un atacante que pueda autenticarse en Windows XP como LocalSystem no tendrá acceso a la clave de descifrado almacenada en el disco duro del equipo.

En Windows 2000, XP o versiones posteriores, la clave privada RSA del usuario se cifra mediante un hash que combina el hash de la contraseña NTLM del usuario con su nombre de usuario. El uso de un hash con sal dificulta enormemente la reversión del proceso y la recuperación de la clave privada sin conocer la contraseña del usuario. Asimismo, configurar Syskey en modo 2 o 3 (introduciendo Syskey durante el arranque o almacenándola en un disquete) mitigará este ataque, ya que el hash de la contraseña del usuario local se almacenará cifrado en el archivo SAM.

Otros temas

Una vez que un usuario inicia sesión correctamente, el acceso a sus datos cifrados con EFS no requiere autenticación adicional; el descifrado se realiza de forma transparente. Por lo tanto, cualquier vulneración de la contraseña del usuario conlleva automáticamente el acceso a dichos datos. Windows puede almacenar versiones de las frases de contraseña de las cuentas de usuario con cifrado reversible, aunque este ya no es el comportamiento predeterminado; también se puede configurar para almacenar (y lo hará de forma predeterminada en la versión original de Windows XP y anteriores) hashes de Lan Manager de las frases de contraseña de las cuentas de usuario locales, que pueden ser atacadas y descifradas fácilmente. También almacena las frases de contraseña de las cuentas de usuario locales como hashes NTLM , que pueden ser atacados con bastante facilidad mediante " tablas arcoíris " si las contraseñas son débiles (Windows Vista y versiones posteriores no permiten contraseñas débiles de forma predeterminada). Para mitigar la amenaza de ataques de fuerza bruta triviales a las frases de contraseña locales, las versiones anteriores de Windows deben configurarse (mediante la sección de Configuración de seguridad de la Directiva de grupo) para que nunca almacenen hashes LM y, por supuesto, para que no habiliten el inicio de sesión automático (que almacena las frases de contraseña en texto plano en el registro ). Además, el uso de contraseñas de cuentas de usuario locales de más de 14 caracteres impide que Windows almacene un hash LM en el SAM, y tiene la ventaja adicional de dificultar los ataques de fuerza bruta contra el hash NTLM.

Al cifrar archivos con EFS (al convertir archivos de texto plano en archivos cifrados), los archivos de texto plano no se borran, sino que simplemente se eliminan (es decir, los bloques de datos se marcan como "no en uso" en el sistema de archivos). Esto significa que, a menos que, por ejemplo, estén almacenados en una unidad SSD con soporte TRIM , se pueden recuperar fácilmente a menos que se sobrescriban. Para mitigar por completo los ataques técnicos conocidos y no desafiantes contra EFS, el cifrado debe configurarse a nivel de carpeta (de modo que todos los archivos temporales, como las copias de seguridad de documentos de Word que se crean en estos directorios, también se cifren). Al cifrar archivos individuales, deben copiarse a una carpeta cifrada o cifrarse "en el lugar", seguido de un borrado seguro del volumen del disco. La utilidad Cipher de Windows se puede usar (con la opción /W) para borrar el espacio libre, incluido el que aún contiene archivos de texto plano eliminados; también pueden funcionar varias utilidades de terceros. [ 8 ]

Cualquier persona con acceso de administrador puede sobrescribir, anular o modificar la configuración del Agente de Recuperación de Datos. Esto representa un problema grave, ya que un atacante podría, por ejemplo, piratear la cuenta de administrador (mediante herramientas de terceros), establecer el certificado DRA que desee como Agente de Recuperación de Datos y esperar. A esto se le conoce como un ataque en dos etapas, un escenario significativamente diferente al riesgo derivado de la pérdida o el robo de un ordenador, pero que pone de manifiesto el riesgo que suponen los empleados malintencionados.

Cuando el usuario cifra archivos tras la primera fase de dicho ataque, las FEK se cifran automáticamente con la clave pública del DRA designado. El atacante solo necesita acceder al equipo una vez más como administrador para obtener acceso completo a todos los archivos cifrados posteriormente con EFS. Incluso el uso del modo Syskey 2 o 3 no protege contra este ataque, ya que el atacante podría realizar una copia de seguridad de los archivos cifrados sin conexión, restaurarlos en otro lugar y usar la clave privada del DRA para descifrarlos. Si un empleado malintencionado logra obtener acceso físico al equipo, todas las medidas de seguridad se consideran irrelevantes, ya que también podría instalar rootkits , software o incluso registradores de pulsaciones de teclas , etc., lo cual es potencialmente mucho más interesante y efectivo que sobrescribir la política del DRA.

Recuperación

Los archivos cifrados con EFS solo pueden descifrarse utilizando la(s) clave(s) privada(s) RSA que coincidan con la(s) clave(s) pública(s) utilizada(s) previamente. La copia almacenada de la clave privada del usuario está protegida, en última instancia, por su contraseña de inicio de sesión. No es posible acceder a los archivos cifrados desde fuera de Windows con otros sistemas operativos ( Linux , por ejemplo), principalmente porque actualmente no existe un controlador de componentes EFS de terceros. Además, el uso de herramientas especiales para restablecer la contraseña de inicio de sesión del usuario imposibilitará el descifrado de su clave privada y, por lo tanto, resultará inútil para acceder a sus archivos cifrados. A veces, los usuarios no comprenden la importancia de esto, lo que puede provocar la pérdida de datos si olvidan su contraseña o no realizan una copia de seguridad de la clave de cifrado. Esto dio origen al término "papelera de reciclaje retardada", para describir la aparente inevitabilidad de la pérdida de datos si un usuario inexperto cifra sus archivos.

Si EFS está configurado para usar claves emitidas por una infraestructura de clave pública (PKI) y la PKI está configurada para habilitar el archivo y la recuperación de claves, los archivos cifrados se pueden recuperar recuperando primero la clave privada.

Llaves

  • Contraseña de usuario (o clave privada de la tarjeta inteligente): se utiliza para generar una clave de descifrado para descifrar la clave maestra DPAPI del usuario.
  • Clave maestra DPAPI: se utiliza para descifrar la(s) clave(s) privada(s) RSA del usuario.
  • Clave privada RSA: se utiliza para descifrar la clave de cifrado de cada archivo.
  • Clave de cifrado de archivo (FEK): se utiliza para descifrar/cifrar los datos de cada archivo (en el flujo NTFS principal).
  • SYSKEY: se utiliza para cifrar el verificador de dominio en caché y los hashes de contraseña almacenados en el SAM.

Sistemas operativos compatibles

Windows

Otros sistemas operativos

Ningún otro sistema operativo o sistema de archivos tiene soporte nativo para EFS.

Nuevas funciones disponibles según la versión de Windows

Windows XP
  • Cifrado de la caché del lado del cliente ( base de datos de archivos sin conexión )
  • Protección de la copia de seguridad de la clave maestra DPAPI mediante una clave pública de dominio.
  • Inscripción automática de certificados de usuario (incluidos los certificados EFS)
  • Acceso multiusuario (compartido) a archivos cifrados (archivo por archivo) y comprobación de revocación de certificados utilizados al compartir archivos cifrados.
  • Los archivos cifrados pueden mostrarse en un color alternativo (verde por defecto).
  • No se requiere un agente de recuperación obligatorio.
  • Advertencia: es posible que los archivos se descifren silenciosamente al moverlos a un sistema de archivos no compatible.
  • disco de restablecimiento de contraseña
  • EFS sobre WebDAV y cifrado remoto para servidores delegados en Active Directory
Windows XP SP1
  • Compatibilidad y uso predeterminado del algoritmo de cifrado simétrico AES-256 para todos los archivos cifrados con EFS.
Windows XP SP2 + KB 912761
  • Impedir la inscripción de certificados EFS autofirmados.
Windows Server 2003
  • Servicio de gestión de identidad digital
  • Aplicación de la configuración RSAKeyLength para garantizar una longitud mínima de clave al registrar certificados EFS autofirmados.
Windows Vista [ 10 ] y Windows Server 2008 [ 11 ] [ 12 ]
  • Cifrado por usuario de la caché del lado del cliente (archivos sin conexión)
  • Compatibilidad con el almacenamiento de claves privadas RSA (de usuario o DRA) en una tarjeta inteligente PC/SC.
  • Asistente para cambio de clave de EFS
  • Solicitudes de copia de seguridad de claves EFS
  • Compatibilidad con la obtención de la clave maestra DPAPI a partir de una tarjeta inteligente PC/SC.
  • Compatibilidad con el cifrado de pagefile.sys
  • Protección de secretos relacionados con EFS mediante BitLocker (edición Enterprise o Ultimate de Windows Vista) [ 13 ] [ 14 ]
  • Controles de directiva de grupo para hacer cumplir
    • Cifrado de la carpeta Documentos
    • Cifrado de archivos sin conexión
    • Indexación de archivos cifrados
    • Se requiere tarjeta inteligente para EFS.
    • Creación de una clave de usuario con capacidad de almacenamiento en caché a partir de una tarjeta inteligente.
    • Mostrar una notificación de copia de seguridad de clave cuando se crea o modifica una clave de usuario.
    • Especificar automáticamente la plantilla de certificado utilizada para inscribir certificados EFS.
Windows Server 2008 [ 12 ]
  • Los certificados autofirmados EFS registrados en el servidor Windows Server 2008 tendrán por defecto una longitud de clave RSA de 2048 bits.
  • Todas las plantillas EFS (certificados de usuario y de agente de recuperación de datos) utilizan por defecto una longitud de clave RSA de 2048 bits.
  • Archivo de paginación encriptable.sys [ 15 ]
Windows 7 y Windows Server 2008 R2 [ 16 ]
  • Algoritmos criptográficos de curva elíptica (ECC). Windows 7 admite un funcionamiento en modo mixto de los algoritmos ECC y RSA para garantizar la compatibilidad con versiones anteriores.
  • Los certificados autofirmados de EFS, cuando utilizan ECC, usarán una clave de 256 bits de forma predeterminada.
  • EFS se puede configurar para usar claves de 1K/2k/4k/8k/16k bits cuando se utilizan certificados RSA autofirmados, o claves de 256/384/521 bits cuando se utilizan certificados ECC.
Windows 10 versión 1607 y Windows Server 2016
  • Agregar soporte para EFS en FAT y exFAT. [ 17 ]
Windows 11 versión 24H2 y Windows Server 2025

Algoritmos utilizados por la versión de Windows

Windows EFS admite una variedad de algoritmos de cifrado, dependiendo de la versión de Windows que se utilice al cifrar los archivos:

Notas:

  1. Los certificados utilizados en EFS están en el formato estándar X.509 .
  2. El método de firma AES-256 + SHA-256 para cifrar la FEK tiene como objetivo mejorar el rendimiento al reducir la cantidad de operaciones de clave pública realizadas. Se utiliza por defecto para los certificados almacenados en tarjetas inteligentes.

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Cifrado de archivos (Windows)" . Microsoft . Consultado el 11 de enero de 2010 .
  2. ↑ EFS está disponible en Windows 2000 Server y Workstation, en Windows XP Professional, en Windows Server 2003 y 2008, y en Windows Vista y Windows 7 Business, Enterprise y Ultimate.EFS no está disponible en Windows XP Home Edition, ni en las ediciones Starter, Basic y Home Premium de Windows Vista y Windows 7. No se pudo implementar en la serie de sistemas operativos Windows 9x, ya que no admitían de forma nativa NTFS, que es la base de EFS.
  3. ↑ "Cifrado del sistema de archivos" . Microsoft. 1 de mayo de 2008. Consultado el 24 de agosto de 2011 .
  4. ↑ "Sistemas de archivos criptográficos, primera parte: diseño e implementación" . Security Focus. Archivado del original el 25 de julio de 2008. Consultado el 11 de enero de 2010 .
  5. ↑ "Cifrado del sistema de archivos" .
  6. ↑ Chris Corio (mayo de 2006). "Primer vistazo: Nuevas funciones de seguridad en Windows Vista" . Revista TechNet . Microsoft. Archivado del original el 10 de noviembre de 2006. Consultado el 6 de noviembre de 2006 .
  7. 1 2 ntpasswd, disponible desde 1997. Archivado el 12 de febrero de 2016 en Wayback Machine .
  8. ↑ "El sistema de cifrado de archivos" . technet.microsoft.com .
  9. ↑ "Windows - Sitio oficial de Microsoft Windows 10 Home & Pro OS, portátiles, PC, tabletas y más" . www.microsoft.com . Archivado del original el 3 de febrero de 2007. Consultado el 20 de enero de 2008 .
  10. ↑ Kim Mikkelsen (5 de septiembre de 2006). "Windows Vista Session 31: Rights Management Services and Encrypting File System" (PDF) . Presentación . Microsoft . Consultado el 2 de octubre de 2007 .
  11. ↑ "Cifrado del sistema de archivos" . Documentación . Microsoft. 30 de abril de 2007. Archivado del original el 20 de enero de 2014. Consultado el 6 de noviembre de 2007 .
  12. 1 2 "Cambios en la funcionalidad de Windows Server 2003 con SP1 a Windows Server 2008: Cifrado del sistema de archivos" . Documentación . Microsoft. 1 de septiembre de 2007. Archivado del original el 25 de marzo de 2008. Consultado el 6 de noviembre de 2007 .
  13. ↑ Scott Field (junio de 2006). "Mejoras de seguridad de Microsoft Windows Vista" (DOC) . Libro blanco . Microsoft . Consultado el 14 de junio de 2007 .
  14. ↑ Microsoft Corporation (30 de noviembre de 2006). "Protocolo de comunicación de datos" . Patente . Microsoft . Consultado el 14 de junio de 2007 .
  15. ↑ "La utilidad Cipher.exe no detecta correctamente el estado de cifrado del archivo de paginación del sistema (Pagefile.sys) en un equipo que ejecuta Windows Vista Service Pack 1 o Windows Server 2008" . Microsoft. 28 de marzo de 2008. Archivado del original el 31 de enero de 2009. Consultado el 5 de mayo de 2026. Windows Vista SP1 y Windows Server 2008 permiten a los usuarios cifrar el archivo de paginación del sistema mediante la configuración de la directiva de grupo del Sistema de cifrado de archivos (EFS).
  16. ↑ "Cambios en EFS" . Microsoft TechNet . Consultado el 2 de mayo de 2009 .
  17. ↑ " [ MS-FSCC ] : Apéndice B: Comportamiento del producto" . Microsoft. 15 de septiembre de 2017. Consultado el 2 de octubre de 2017. Se agregó compatibilidad con FAT y EXFAT en el sistema operativo Windows 10 v1607 y en Windows Server 2016 y versiones posteriores.
  18. ↑ "Nueva función ReFS en Windows 11 24H2" . 24/05/2024 . Consultado el 02/03/2026 .
  19. ↑ "Descripción general del sistema de archivos resiliente (ReFS)" . Microsoft. 29 de julio de 2025. Consultado el 2 de marzo de 2026 .
  20. 1 2 " [ MS-EFSR ] : Protocolo de cifrado remoto del sistema de archivos (EFSRPC)" . learn.microsoft.com .
  21. ↑ Muller, Randy (mayo de 2006). "Cómo funciona la TI: cifrado del sistema de archivos" . Revista TechNet . Microsoft . Recuperado el 22 de mayo de 2009 .

Lecturas adicionales