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Acuerdo de clave autenticada mediante contraseña

En criptografía , un método de acuerdo de clave autenticado por contraseña ( PAK, por sus siglas en inglés) es un método interactivo para que dos o más partes establezcan claves...

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En criptografía , un método de acuerdo de clave autenticado por contraseña ( PAK, por sus siglas en inglés) es un método interactivo para que dos o más partes establezcan claves criptográficas basándose en el conocimiento de una contraseña por parte de una o más partes.

Una propiedad importante es que un intruso o un atacante intermediario no puede obtener suficiente información para adivinar una contraseña por fuerza bruta sin interactuar con las partes involucradas en cada intento. Esto significa que se puede lograr una mayor seguridad utilizando contraseñas débiles. [ 1 ]

Tipos

El acuerdo de clave autenticado mediante contraseña generalmente abarca métodos como:

  • Intercambio de claves equilibrado autenticado mediante contraseña
  • Intercambio de claves autenticado mediante contraseña mejorado
  • Recuperación de claves autenticada mediante contraseña
  • Métodos multiservidor
  • Métodos multipartitos

En los modelos de seguridad más estrictos que solo utilizan contraseñas, no se exige al usuario que recuerde ningún dato secreto o público aparte de la contraseña.

El intercambio de claves autenticado por contraseña (PAKE) es un método en el que dos o más partes, basándose únicamente en el conocimiento de una contraseña compartida, [ 2 ] establecen una clave criptográfica mediante un intercambio de mensajes, de manera que una parte no autorizada (que controla el canal de comunicación pero no posee la contraseña) no puede participar en el método y se le impide, en la medida de lo posible, adivinar la contraseña por fuerza bruta. (El caso óptimo produce exactamente un intento por cada intercambio). Existen dos formas de PAKE: los métodos balanceados y aumentados. [ 2 ]

PAKE equilibrado

Balanced PAKE supone que las dos partes, ya sea en una situación cliente-cliente o cliente-servidor, utilizan la misma contraseña secreta para negociar y autenticar una clave compartida. [ 2 ] Algunos ejemplos son:

  • Intercambio de claves cifradas (EKE)
  • PAK y PPK [ 3 ]
  • SPEKE (Intercambio de claves exponenciales de contraseñas simples)
  • Dragonfly – IEEE Std 802.11-2012, RFC 5931, RFC 6617
  • CPace [ 4 ] [ 5 ]
  • SPAKE1 [ 6 ] y SPAKE2 [ 7 ]
  • SESPAKE [ 8 ]
  • J-PAKE – ISO/IEC 11770-4 (2017), RFC 8236
  • Recomendación X.1035 de la UIT-T
  • "Intercambio de claves modular avanzado para el acuerdo de claves y autenticación opcional" [ 9 ]

PAKE aumentado

PAKE aumentado es una variante más aplicable a escenarios cliente-servidor, en la que el servidor no almacena datos equivalentes a contraseñas. Esto significa que un atacante que robe los datos del servidor no podrá hacerse pasar por el cliente a menos que primero realice una búsqueda por fuerza bruta de la contraseña. Algunos sistemas PAKE aumentados utilizan una función pseudoaleatoria ciega para mezclar la contraseña secreta del usuario con el valor de sal secreto del servidor, de modo que el usuario nunca conozca el valor de sal secreto del servidor y el servidor nunca conozca la contraseña del usuario (o un valor equivalente a la contraseña) ni la clave final. [ 10 ]

Algunos ejemplos son:

Recuperación de claves

La recuperación de claves autenticada mediante contraseña es un proceso en el que un cliente obtiene una clave estática mediante una negociación basada en contraseña con un servidor que conoce los datos asociados a dicha contraseña, como en los métodos Ford y Kaliski. En el escenario más estricto, una de las partes utiliza únicamente una contraseña junto con N (dos o más) servidores para recuperar una clave estática. Esto se realiza de forma que se proteja la contraseña (y la clave) incluso si N  −  1 de los servidores se ven completamente comprometidos.

La "recuperación segura de valores" de Signal Messenger es un ejemplo de este tipo de configuración. [ 19 ] [ 20 ]

Breve historia

Los primeros métodos exitosos de acuerdo de clave autenticados con contraseña fueron los métodos de Intercambio de Claves Cifradas (EKE) descritos por Steven M. Bellovin y Michael Merritt en 1992. Aunque varios de los primeros métodos presentaban fallos, las versiones mejoradas y supervivientes de EKE amplifican eficazmente una contraseña compartida en una clave compartida, que luego puede utilizarse para el cifrado y/o la autenticación de mensajes. Los primeros protocolos PAKE con seguridad demostrable fueron presentados en los trabajos de M. Bellare, D. Pointcheval y P. Rogaway [ 1 ] y V. Boyko, P. MacKenzie y S. Patel [ 21 ] . Se demostró que estos protocolos eran seguros en el llamado modelo de oráculo aleatorio (o incluso en variantes más fuertes), y los primeros protocolos cuya seguridad se demostró bajo supuestos estándar fueron los de O. Goldreich y Y. Lindell (Crypto 2001), que sirven como prueba de plausibilidad pero no son eficientes, y los de J. Katz, R. Ostrovsky y M. Yung (Eurocrypt 2001), que son prácticos.

Los primeros métodos de recuperación de claves autenticados mediante contraseña fueron descritos por Ford y Kaliski en el año 2000.

M. Bellare, D. Pointcheval y P. Rogaway presentaron un número considerable de protocolos PAKE alternativos y seguros, y se han propuesto variaciones y pruebas de seguridad en esta creciente clase de métodos de acuerdo de claves autenticados con contraseña. Los estándares actuales para estos métodos incluyen IETF RFC 2945, RFC 5054, RFC 5931, RFC 5998, RFC 6124, RFC 6617, RFC 6628 y RFC 6631, IEEE Std 1363.2-2008, ITU-T X.1035 e ISO-IEC 11770-4:2006.

Proceso de selección de PAKE para su uso en protocolos de Internet

A petición del grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF), el grupo de investigación del foro criptográfico IRTF (CFRG) llevó a cabo un proceso de selección de PAKE en 2018 y 2019. El proceso de selección se realizó en varias rondas. [ 22 ] En la ronda final de 2019, cuatro finalistas, AuCPace, OPAQUE (casos aumentados) y CPace, SPAKE2 (PAKE balanceado), resultaron ganadores. Como resultado del proceso de selección del CFRG, dos protocolos ganadores fueron declarados "recomendados por el CFRG para su uso en protocolos IETF": CPace y OPAQUE. [ 23 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Diseñado para no estar sujeto a patentes. [ 11 ]
  1. 1 2 Bellare, Mihir; Pointcheval, David; Rogaway, Phillip (14 de mayo de 2000). "Intercambio de claves autenticado seguro contra ataques de diccionario" . Avances en criptología — EUROCRYPT 2000. Vol. 1807. Berlín, Heidelberg: Springer-Verlag. págs. 139–155 . Bibcode : 2000LNCS.1807..139B . doi : 10.1007/3-540-45539-6_11 . ISBN   978-3-540-67517-4.
  2. 1 2 3 Hao, Feng; Ryan, Peter YA (2011). "Intercambio de claves autenticado por contraseña mediante malabarismo" . En Christianson, Bruce; Malcolm, James A.; Matyas, Vashek; Roe, Michael (eds.). Protocolos de seguridad XVI . Notas de clase en ciencias de la computación. Vol. 6615. Berlín, Heidelberg: Springer. pp. 159–171 . doi : 10.1007/978-3-642-22137-8_23 . ISBN   978-3-642-22137-8.
  3. 1 2 Boyko, V.; P. MacKenzie; S. Patel (2000). "Intercambio de claves autenticado por contraseña con seguridad demostrable mediante Diffie-Hellman". Avances en criptología — EUROCRYPT 2000. Notas de clase en ciencias de la computación. Vol. 1807. Springer-Verlag. págs. 156–171 . doi : 10.1007/3-540-45539-6_12 . ISBN   978-3-540-67517-4.
  4. ↑ Haase, Björn; Hesse, Julia; Abdalla, Michel (2021). "OPAQUE: Un protocolo PAKE asimétrico seguro contra ataques de precomputación" (PDF) . Avances en criptología – EUROCRYPT 2018. Notas de clase en informática. Vol. 10822. págs. 456–486 . doi : 10.1007/978-3-319-78372-7_15 . ISBN   978-3-319-78371-0. S2CID 4046378 . 
  5. ↑ Abdalla, Michel; Haase, Björn; Hesse, Julia (2025-04-16). CPace, un PAKE componible equilibrado . IETF . ID draft-irtf-cfrg-cpace.
  6. ↑ Abdalla, M.; D. Pointcheval (2005). "Protocolos simples de intercambio de claves cifradas basados ​​en contraseñas". Temas en criptología – CT-RSA 2005 (PDF) . Notas de clase en informática. Vol. 3376. Springer Berlin Heidelberg. págs. 191–208 . CiteSeerX 10.1.1.59.8930 . doi : 10.1007/978-3-540-30574-3_14 . ISBN    978-3-540-24399-1.
  7. ↑ Ladd, Watson (septiembre de 2023). Kaduk, Benjamin (ed.). "RFC 9382: SPAKE2, un intercambio de claves autenticado por contraseña" . IETF.
  8. ↑ Alekseev, Evgeny; Oshkin, Igor; Popov, Vladimir (marzo de 2017). Smyshlyaev, Stanislav (ed.). "RFC 8133: El protocolo de intercambio de claves autenticado por contraseña estandarizado y evaluado en seguridad (SESPAKE)" . IETF.
  9. 1 2 US11025421B2 , Fay, Bjorn, "Intercambio de claves modular avanzado para el acuerdo de claves y la autenticación opcional", emitido el 1 de junio de 2021 
  10. ↑ Matthew Green. "Hablemos de PAKE" . 2018.
  11. ↑ "¿Qué es SRP?" . Universidad de Stanford .
  12. ↑ Shin, SeongHan; Kobara, Kazukuni (junio de 2012). "Autenticación y intercambio de claves eficientes y aumentados solo con contraseña para IKEv2" . Grupo de trabajo de ingeniería de Internet. Archivado del original el 16 de diciembre de 2025.
  13. ↑ Tatiana Bradley (08/12/2020). "OPAQUE: Las mejores contraseñas nunca salen de tu dispositivo" . El blog de Cloudflare .
  14. ↑ Bourdrez, Daniel; Krawczyk, Hugo; Lewi, Kevin; Wood, Christopher A. (julio de 2025). El protocolo PAKE asimétrico OPAQUE . IETF . doi : 10.17487/RFC9807 . RFC 9807 .
  15. ↑ Haase, Björn; Labrique, Benoît (agosto de 2010). "AuCPace: Protocolo PAKE eficiente basado en verificadores adaptado para el IIoT" (PDF) . IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems : 1–48 . doi : 10.13154/tches.v2019.i2.1-48 . S2CID 4603454 . 
  16. ↑ Taubert, T.; Wood, C. (septiembre de 2023). SPAKE2+, un protocolo de intercambio de claves autenticado por contraseña aumentado (PAKE) . IETF. doi : 10.17487/RFC9383 . RFC 9383 .
  17. ↑ Hao, Feng; Bag, Samiran; Chen, Liqun ; van Oorschot, Paul C. (2023). "Owl: Un esquema de intercambio de claves autenticado por contraseña aumentado" . Cryptology ePrint Archive, documento 2023/768 .
  18. ↑ Hao, Feng (22 de marzo de 2024). "Owl, un nuevo protocolo de intercambio de claves autenticado mediante contraseña aumentada" . Light Blue Touchpaper . Grupo de Seguridad, Laboratorio de Informática de la Universidad de Cambridge.
  19. ↑ Lund, Joshua (2019). "Vista previa de tecnología para la recuperación segura de valor" . signal.org .
  20. ↑ O'leary, Jim (2020). "Mejora del bloqueo de registro con recuperación segura de valor" . signal.org .
  21. ↑ Boyko, Victor; MacKenzie, Philip; Patel, Sarvar (2000). "Intercambio de claves autenticado por contraseña con seguridad demostrable mediante Diffie-Hellman" . En Preneel, Bart (ed.). Avances en criptología — EUROCRYPT 2000. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 1807. Berlín, Heidelberg: Springer. pp. 156–171 . doi : 10.1007/3-540-45539-6_12 . ISBN   978-3-540-45539-4.
  22. ↑ Repositorio para el proceso de selección de CFRG Pake
  23. ↑ Resultados del proceso de selección de CFRG PAKE

Lecturas adicionales

  • Bellare, M.; D. Pointcheval; P. Rogaway (2000). "Intercambio de claves autenticado seguro contra ataques de diccionario". Avances en criptología — EUROCRYPT 2000. Notas de clase en ciencias de la computación . Vol.  1807. Springer-Verlag. pp. 139–155 . Bibcode : 2000LNCS.1807..139B . doi : 10.1007/3-540-45539-6_11 . ISBN  978-3-540-67517-4.
  • Bellovin, SM; M. Merritt (mayo de 1992). «Intercambio de claves cifradas: protocolos basados ​​en contraseñas seguros contra ataques de diccionario». Actas del Simposio de la Sociedad de Computación IEEE de 1992 sobre Investigación en Seguridad y Privacidad . Oakland. págs. 72-84 . doi : 10.1109/RISP.1992.213269 . ISBN  978-0-8186-2825-2. S2CID 16063466 . {{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
  • Ford, W.; B. Kaliski (14–16 de junio de 2000). «Generación de un secreto robusto a partir de una contraseña mediante asistencia del servidor». Actas del 9.º Taller Internacional IEEE sobre Tecnologías Facilitadoras: Infraestructura para Empresas Colaborativas (WET ICE 2000) . Gaithersburg, MD: NIST. págs. 176–180 . CiteSeerX 10.1.1.17.9502 . doi : 10.1109/ENABL.2000.883724 . ISBN   978-0-7695-0798-9. S2CID 1977743 . 
  • Goldreich, O.; Y. Lindell (2001). «Generación de claves de sesión utilizando únicamente contraseñas humanas». Avances en criptología — CRYPTO 2001. Notas de clase en ciencias de la computación. Vol.  2139. Springer-Verlag. págs. 408–432 . doi : 10.1007/3-540-44647-8_24 . ISBN  978-3-540-42456-7.
  • IEEE Std 1363.2-2008: Especificaciones estándar IEEE para técnicas criptográficas de clave pública basadas en contraseñas . IEEE. 2009. ISBN 978-0-7381-5806-8OCLC 319883358 .​ 
  • Katz, J.; R. Ostrovsky; M. Yung (2001). "Intercambio eficiente de claves autenticado mediante contraseñas fáciles de recordar" (PDF) . Asociación Internacional para la Investigación Criptológica . Springer-Vergal.
  • Wu, T. (septiembre de 2000). "El sistema de autenticación e intercambio de claves SRP" . Editor de RFC . doi : 10.17487/rfc2945 . RFC 2945 . 
  • Taylor, D.; Wu, T.; Mavrogiannopoulos, N.; Perrin, T. (noviembre de 2007). "Uso del protocolo Secure Remote Password (SRP) para la autenticación TLS" . Editor de RFC . doi : 10.17487/rfc5054 . RFC 5054 . 
  • Harkins, D.; Zorn, G. (agosto de 2010). "Autenticación del Protocolo de Autenticación Extensible (EAP) utilizando únicamente una contraseña" . Editor de RFC . doi : 10.17487/rfc5931 . RFC 5931 . 
  • Sheffer, Y.; Zorn, G.; Tschofenig, H.; Fluhrer, S. (febrero de 2011). "Un método de autenticación EAP basado en el protocolo de intercambio de claves cifradas (EKE)" . Editor de RFC . doi : 10.17487/rfc6124 . RFC 6124 . 
  • Harkins, D. (junio de 2012). "Autenticación segura de clave precompartida (PSK) para el protocolo de intercambio de claves de Internet (IKE)" . Editor de RFC . doi : 10.17487/rfc6617 . RFC 6617 . 
  • ISO/IEC 11770-4:2006 Tecnología de la información—Técnicas de seguridad—Gestión de claves—Parte 4: Mecanismos basados ​​en secretos débiles.
  • IEEE Std 802.11-2012: Norma IEEE para tecnología de la información – Parte 11. Especificación de la capa física (PHY) y control de acceso al medio (MAC) de redes LAN inalámbricas . IEEE. 2012. ISBN 978-0-7381-8469-2OCLC 1017978449​​ 
  • Jarecki, Stanislaw; Krawczyk, Hugo; Xu, Jiayu (2018). «OPAQUE: Un protocolo PAKE asimétrico seguro contra ataques de precomputación». Avances en criptología – EUROCRYPT 2018 (PDF) . Notas de clase en ciencias de la computación. Vol.  10822. págs. 456–486 . doi : 10.1007/978-3-319-78372-7_15 . ISBN  978-3-319-78371-0. S2CID 4046378 . 
  • Smyshlyaev, Stanislav; Oshkin, Igor; Alekseev, Evgeniy; Ahmetzyanova, Liliya (2015). "Sobre la seguridad del protocolo de intercambio de claves autenticado con una contraseña" (PDF) . Cryptology ePrint Archive (Informe 2015/1237).
  • Grupo de trabajo IEEE P1363
  • Norma IEEE 1363.2-2008: Especificaciones estándar IEEE para técnicas criptográficas de clave pública basadas en contraseñas.
  • Enlaces de David Jablon para criptografía basada en contraseñas
  • Protocolos sencillos de intercambio de claves cifradas basados ​​en contraseñas (Abdalla et al., 2005)
  • Intercambio manual e interactivo de contraseñas complejas