Curso de Criptografía Aplicada en Ciberseguridad

Lección 1 • Preliminares Matemáticos para Criptografía

Abarca aritmética modular, números primos y probabilidad básica necesaria para entender las pruebas criptográficas. Proporciona la fluidez matemática mínima requerida para todos los capítulos subsecuentes.

Lección 2 • Panorama de Primitivas Criptográficas

Examina funciones hash, cifradores simétricos y esquemas asimétricos como bloques de construcción. Establece el vocabulario y las relaciones entre primitivas utilizadas a lo largo del curso.

Lección 3 • Historia y Evolución de la Criptografía

Traza la criptografía desde los cifradores clásicos hasta los algoritmos modernos, estableciendo el contexto para los estándares actuales. Fundamenta el contenido técnico posterior en la motivación histórica y el análisis de fallos.

Lección 1 • Prácticas de Gestión de Claves Simétricas

Aborda la generación, almacenamiento, rotación y destrucción de claves para sistemas simétricos. Establece la disciplina del ciclo de vida que previene fallos criptográficos en entornos de producción.

Lección 2 • AES: Arquitectura y Análisis de Seguridad

Detalla la sustitución de bytes, desplazamiento de filas, mezcla de columnas y el esquema de clave de AES. Analiza ataques conocidos y explica por qué AES sigue siendo el estándar simétrico dominante.

Lección 3 • Modos de Operación y sus Compromisos

Compara ECB, CBC, CTR, GCM y otros modos en cuanto a propiedades de confidencialidad e integridad. Guía a los estudiantes en la elección del modo correcto para escenarios de asignación específicos.

Lección 4 • Principios de Diseño de Cifradores de Bloque

Examina redes de sustitución-permutación, estructuras Feistel y propiedades de confusión-difusión. Conecta las decisiones de diseño con la resistencia contra criptoanálisis diferencial y lineal.

Lección 1 • Códigos de Autenticación de Mensajes

Cubre la construcción HMAC, CMAC y Poly1305 como primitivas de integridad más autenticidad. Distingue los MAC de las firmas digitales y explica cuándo es apropiado cada uno.

Lección 2 • Árboles de Merkle y Estructuras de Integridad

Explica la construcción de árboles de Merkle, generación de pruebas y verificación para integridad de grandes conjuntos de datos. Conecta esta estructura con blockchain, transparencia de certificados y sistemas de actualización de software.

Lección 3 • Hashing de Contraseñas y Derivación de Claves

Examina bcrypt, scrypt, Argon2 y PBKDF2 como esquemas de almacenamiento de contraseñas con costo de memoria y cómputo. Conecta el ajuste de parámetros con la resistencia contra cracking basado en GPU y ASIC.

Lección 4 • Familia SHA y Estándares de Hash Modernos

Analiza la descontinuación de SHA-1, la construcción Merkle-Damgard de SHA-2 y el diseño esponja de SHA-3. Prepara a los estudiantes para seleccionar algoritmos hash apropiados para requisitos de cumplimiento y seguridad.

Lección 1 • Firmas Digitales: Esquemas y Estándares

Examina RSA-PSS, DSA, ECDSA y EdDSA para no repudio y autenticidad de mensajes. Compara suposiciones de seguridad, desempeño y trampas de implementación entre esquemas.

Lección 2 • RSA: Matemáticas, Diseño y Ataques

Deriva RSA del teorema de Euler, cubre generación de claves, operaciones de cifrado y descifrado. Analiza ataques de factorización, ataques de exponente pequeño y requisitos de relleno.

Lección 3 • Fundamentos de Criptografía de Curva Elíptica

Introduce la ley de grupo de curvas elípticas, la dureza del logaritmo discreto y parámetros de curva estándar. Demuestra la ventaja de eficiencia de ECC sobre RSA a niveles de seguridad equivalentes.

Lección 4 • Conceptos de Infraestructura de Clave Pública

Explica la estructura de certificados, cadenas de confianza, autoridades certificadoras y mecanismos de revocación. Prepara a los estudiantes para la asignación de PKI cubierta en el capítulo de protocolos aplicados.

Lección 1 • Cifrado Autenticado en Protocolos

Examina esquemas AEAD como AES-GCM y ChaCha20-Poly1305 tal como se usan en protocolos modernos. Explica la gestión de nonce, verificación de etiquetas y modos de fallo en contextos de protocolo.

Lección 2 • Protocolo SSH y Acceso Remoto Seguro

Explica el intercambio de claves SSH, autenticación de host y multiplexación de canales para administración remota segura. Cubre la configuración de autenticación basada en claves y riesgos comunes de mala configuración.

Lección 3 • Ataques Comunes a TLS y Mitigaciones

Cubre BEAST, POODLE, CRIME, Heartbleed y ataques de degradación con análisis de causa raíz. Traduce cada ataque en acciones concretas de endurecimiento de configuración.

Lección 4 • Mensajería Segura y Cifrado de Extremo a Extremo

Analiza el protocolo Signal, el algoritmo de Doble Trinquete y el acuerdo de clave X3DH para mensajería cifrada de extremo a extremo. Conecta el diseño del protocolo con las propiedades de secreto hacia adelante y recuperación ante intrusiones.

Lección 1 • Ataques de Canal Lateral y por Fallos

Cubre ataques de temporización, análisis de potencia, fugas electromagnéticas e inyección de fallos contra implementaciones de hardware y software. Vincula las contramedidas con la programación en tiempo constante y el blindaje de hardware.

Lección 2 • Patrones de Ataque a Nivel de Protocolo

Examina ataques de repetición, ataques de oráculo, ataques de degradación y ataques entre protocolos contra protocolos criptográficos. Enseña análisis sistemático de protocolos usando métodos formales e informales.

Lección 3 • Criptoanálisis Diferencial y Lineal

Introduce el criptoanálisis diferencial y lineal como las herramientas principales para evaluar la fortaleza de cifradores de bloque. Demuestra cómo estos ataques informan los requisitos de conteo mínimo de rondas y diseño de S-box.

Lección 4 • Métodos de Criptoanálisis Clásico

Aplica análisis de frecuencia, índice de coincidencia y examen Kasiski a cifradores clásicos. Construye intuición analítica que se transfiere a la comprensión de principios de ataque modernos.

Lección 1 • Cifrado en Reposo: Bases de Datos y Almacenamiento

Examina el cifrado transparente de datos, cifrado a nivel de columna y sistemas de archivos cifrados para protección de datos en reposo. Aborda la integración de gestión de claves y los compromisos de desempeño.

Lección 2 • Revisión de Código Criptográfico y Auditoría

Desarrolla un enfoque sistemático basado en listas de verificación para revisar código criptográfico en busca de vulnerabilidades. Prepara a los estudiantes para realizar o participar en auditorías de seguridad de implementaciones criptográficas.

Lección 3 • Diseño de API Criptográficas y Mal Uso

Analiza patrones comunes de mal uso de API criptográficas, incluyendo claves embebidas, valores predeterminados débiles y manejo incorrecto de IV. Establece principios para diseñar APIs que sean difíciles de usar incorrectamente.

Lección 4 • Prácticas de Codificación Segura para Criptografía

Enseña comparación en tiempo constante, puesta a cero de memoria y generación segura de números aleatorios en código. Proporciona guía específica por lenguaje para evitar vulnerabilidades de implementación.

Lección 1 • Firmas Basadas en Hash y Códigos

Cubre SPHINCS+, XMSS y Classic McEliece como esquemas alternativos de firma y cifrado post-cuánticos. Compara el tamaño de firma, velocidad de verificación y compromisos de estado.

Lección 2 • Agilidad Criptográfica y Planificación de Migración

Enseña patrones de diseño de agilidad criptográfica y hojas de ruta estructuradas de migración para la transición a algoritmos post-cuánticos. Aborda estrategias de inventario, priorización y pruebas para migraciones a gran escala.

Lección 3 • Criptografía Basada en Retículos

Introduce Learning With Errors, NTRU y CRYSTALS-Kyber como esquemas líderes basados en retículos. Explica las suposiciones de dureza y selección de parámetros para encapsulación de clave resistente a lo cuántico.

Lección 4 • Estandarización Post-Cuántica del NIST

Revisa el proceso de estandarización post-cuántica del NIST, los algoritmos seleccionados y los estándares finalizados. Prepara a los estudiantes para referenciar guía autorizada al tomar decisiones de selección de algoritmos.