Protocolo de señales

El Protocolo Signal (anteriormente conocido como Protocolo TextSecure ) es un protocolo criptográfico no federado que proporciona cifrado de extremo a extremo para conversaciones de voz y mensajería instantánea . ^{[ 2 ]} El protocolo fue desarrollado por Open Whisper Systems en 2013 ^{[ 2 ]} y se introdujo en la aplicación de código abierto TextSecure , que más tarde se convirtió en Signal . Varias aplicaciones de código cerrado han implementado el protocolo, como WhatsApp , que se dice que cifra las conversaciones de "más de mil millones de personas en todo el mundo" ^{[ 3 ]} o Google, que proporciona cifrado de extremo a extremo por defecto para todas las conversaciones basadas en RCS entre usuarios de su aplicación Google Messages para conversaciones individuales. ^{[ 4 ]} Facebook Messenger también dice que ofrece el protocolo para "Conversaciones Secretas" opcionales, al igual que Skype para sus "Conversaciones Privadas".

El protocolo combina el algoritmo Double Ratchet , preclaves (es decir, claves públicas efímeras de un solo uso que se han cargado previamente a un servidor central) y protocolos de acuerdo de claves, incluido el intercambio de claves Diffie-Hellman de triple curva elíptica (3-DH) original ^{[ 5 ]} y el protocolo PQXDH post-cuántico . ^{[ 6 ]} Las especificaciones actuales de Signal modelan el cifrado de mensajes como cifrado autenticado con datos asociados (AEAD), con construcciones recomendadas que incluyen esquemas AEAD de estilo SIV o una composición de AES-256 en modo CBC con HMAC . ^{[ 7 ]}

El desarrollo del Protocolo Signal fue iniciado por Trevor Perrin y Moxie Marlinspike (Open Whisper Systems) en 2013. La primera versión del protocolo, TextSecure v1, se basó en la mensajería Off-the-record (OTR). ^{[ 8 ] [ 9 ]}

El 24 de febrero de 2014, Open Whisper Systems presentó TextSecure v2, ^{[ 10 ]} que migró al Axolotl Ratchet. ^{[ 8 ] [ 11 ]} El diseño del Axolotl Ratchet se basa en el intercambio de claves efímeras introducido por OTR y lo combina con un trinquete de clave simétrica modelado a partir del protocolo de mensajería instantánea Silent Circle (SCIMP). ^{[ 1 ]} Introdujo soporte para la comunicación asíncrona ("mensajes fuera de línea") como su principal novedad, así como una mayor resiliencia con el orden distorsionado de los mensajes y un soporte más sencillo para conversaciones con múltiples participantes. ^{[ 12 ]} El Axolotl Ratchet recibió su nombre de la salamandra acuática en peligro crítico de extinción Axolotl , que posee extraordinarias capacidades de autorreparación. Los desarrolladores se refieren al algoritmo como autorreparable porque desactiva automáticamente el acceso de un atacante al texto plano de mensajes posteriores tras haber comprometido una clave de sesión . ^{[ 1 ]}

La tercera versión del protocolo, TextSecure v3, introdujo algunos cambios en las primitivas criptográficas y el protocolo de comunicación. ^{[ 8 ]} En octubre de 2014, investigadores de la Universidad Ruhr de Bochum publicaron un análisis de TextSecure v3. ^{[ 13 ] [ 8 ]} Entre otros hallazgos, presentaron un ataque desconocido de compartición de claves contra el protocolo, pero en general, concluyeron que era seguro. ^{[ 14 ]}

En marzo de 2016, los desarrolladores cambiaron el nombre del protocolo a Protocolo de Señal. También cambiaron el nombre del algoritmo Axolotl Ratchet a Double Ratchet para diferenciarlo mejor del protocolo completo ^{[ 15 ]} porque algunos habían usado el nombre Axolotl al referirse al protocolo completo. ^{[ 16 ] [ 15 ]}

A fecha de octubre de 2016El protocolo Signal se basa en TextSecure v3, pero con cambios criptográficos adicionales. ^{[ 8 ]} En octubre de 2016, investigadores de la Universidad de Oxford del Reino Unido , la Universidad Tecnológica de Queensland de Australia y la Universidad McMaster de Canadá publicaron un análisis formal del protocolo, concluyendo que este era criptográficamente sólido. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

Otra auditoría del protocolo se publicó en 2017. ^{[ 19 ]}

En 2023, Signal presentó PQXDH, una extensión post-cuántica de X3DH para el establecimiento de sesiones. ^{[ 20 ]} En 2025, Signal anunció el Triple Ratchet, que combina el clásico Double Ratchet con el Sparse Post-Quantum Ratchet (SPQR). ^{[ 21 ]}

El protocolo proporciona confidencialidad, integridad, autenticación , consistencia de participantes, validación de destino, secreto hacia adelante , seguridad posterior a la vulneración (también conocida como secreto futuro), preservación de la causalidad, imposibilidad de vincular mensajes, repudio de mensajes , repudio de participación y asincronía. ^{[ 22 ]} No proporciona preservación del anonimato y requiere servidores para la retransmisión de mensajes y el almacenamiento de material de clave pública. ^{[ 22 ]}

El Protocolo Signal también admite chats grupales cifrados de extremo a extremo. El protocolo de chat grupal es una combinación de cifrado de doble trinquete por pares y multidifusión . ^{[ 22 ]} Además de las propiedades que ofrece el protocolo uno a uno, el protocolo de chat grupal proporciona consistencia del hablante, resistencia a la pérdida de mensajes fuera de orden, resistencia a la pérdida de mensajes, igualdad computacional, igualdad de confianza, mensajería de subgrupos, así como membresía contraíble y expandible. ^{[ 22 ]}

Open Whisper Systems introdujo el protocolo por primera vez en la aplicación TextSecure . Posteriormente, fusionaron una aplicación de llamadas de voz cifradas llamada RedPhone con TextSecure y la renombraron Signal .

En noviembre de 2014, Open Whisper Systems anunció una asociación con WhatsApp para proporcionar cifrado de extremo a extremo mediante la incorporación del Protocolo Signal en cada plataforma cliente de WhatsApp. ^{[ 29 ]} Open Whisper Systems dijo que ya habían incorporado el protocolo en el cliente más reciente de WhatsApp para Android y que el soporte para otros clientes, mensajes grupales/multimedia y verificación de claves estaría disponible pronto. ^{[ 30 ]} El 5 de abril de 2016, WhatsApp y Open Whisper Systems anunciaron que habían terminado de agregar cifrado de extremo a extremo a "todas las formas de comunicación" en WhatsApp, y que los usuarios ahora podían verificar las claves de los demás. ^{[ 31 ] [ 32 ]} En febrero de 2017, WhatsApp anunció una nueva función, WhatsApp Status, que utiliza el Protocolo Signal para proteger su contenido. ^{[ 33 ]} En octubre de 2016, la empresa matriz de WhatsApp, Facebook, también implementó un modo opcional llamado Conversaciones Secretas en Facebook Messenger que proporciona cifrado de extremo a extremo utilizando una implementación del Protocolo Signal. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}

En septiembre de 2015, G Data Software lanzó una nueva aplicación de mensajería llamada Secure Chat que utilizaba el protocolo Signal. ^{[ 38 ] [ 39 ]} G Data suspendió el servicio en mayo de 2018. ^{[ 40 ]}

En septiembre de 2016, Google lanzó una nueva aplicación de mensajería llamada Allo , que incluía un "modo incógnito" opcional que utilizaba el Protocolo Signal para el cifrado de extremo a extremo. ^{[ 41 ] [ 42 ]} En marzo de 2019, Google descontinuó Allo en favor de su aplicación Google Messages en Android. ^{[ 43 ] [ 44 ]} En noviembre de 2020, Google anunció que utilizaría el Protocolo Signal para proporcionar cifrado de extremo a extremo de forma predeterminada a todas las conversaciones basadas en RCS entre usuarios de su aplicación Google Messages , comenzando con las conversaciones individuales. ^{[ 4 ] [ 45 ]}

En enero de 2018, Open Whisper Systems y Microsoft anunciaron la incorporación de soporte para el protocolo Signal a un modo opcional de Skype llamado Conversaciones privadas. ^{[ 46 ] [ 47 ]}

El Protocolo Signal ha influido en otros protocolos criptográficos. En mayo de 2016, Viber afirmó que su protocolo de cifrado es una implementación personalizada que «utiliza los mismos conceptos» que el Protocolo Signal. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Los desarrolladores de Forsta han declarado que su aplicación utiliza una implementación personalizada del Protocolo Signal. ^{[ 50 ] [ 51 ]}

El algoritmo Double Ratchet , introducido como parte del protocolo Signal, también ha sido adoptado por otros protocolos. OMEMO es un protocolo de extensión XMPP (XEP) introducido en la aplicación de mensajería Conversations y aprobado por la Fundación de Estándares XMPP (XSF) en diciembre de 2016 como XEP-0384. ^{[ 52 ] [ 2 ]} Matrix es un protocolo de comunicaciones abierto que incluye Olm, una biblioteca que proporciona cifrado de extremo a extremo opcional por sala mediante una implementación del algoritmo Double Ratchet. ^{[ 2 ]} Los desarrolladores de Wire han declarado que su aplicación utiliza una implementación personalizada del algoritmo Double Ratchet. ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]}

Messaging Layer Security , una propuesta de la IETF , utiliza árboles de trinquete asíncronos para mejorar eficientemente las garantías de seguridad sobre Double Ratchet de Signal . ^{[ 56 ]}

Signal Messenger mantiene una implementación de referencia de la biblioteca del protocolo Signal escrita en Rust bajo la licencia AGPLv3 en GitHub . Existen enlaces a Swift, Java, TypeScript, C y otros lenguajes que utilizan la implementación de referencia en Rust.

Signal mantenía anteriormente las siguientes bibliotecas obsoletas:

• libsignal-protocol-c : Una biblioteca escrita en C con permisos de licencia adicionales para la App Store de Apple .
• libsignal-protocol-java : Una biblioteca escrita en Java .
• libsignal-protocol-javascript : Una biblioteca escrita en JavaScript .

También existen bibliotecas alternativas escritas por terceros en otros lenguajes, como TypeScript . ^{[ 57 ]}

• Comparación de protocolos de mensajería instantánea
• Comparación de bibliotecas de criptografía
• Diffie-Hellman extendido post-cuántico
• Claves del remitente

• Sitio web oficial
• "Protocolo TextSecure: presente y futuro" , charla de Trevor Perrin en NorthSec 2015 (vídeo).