Artículos de investigación

Las matemáticas como base para la generación de herramientas criptográficas

Vol. 20 Núm. 1 (2024)
Publicado: 2024-01-20
Guillermo León Murcia
Yeny Liliana Casas Méndez
Segundo Leonardo Cortés López
Cristian Eduardo Cano López

El artículo es producto de la investigación “Las matemáticas como base para la generación de herramientas criptográficas” desarrollada en la Universidad de Cundinamarca, seccional Ubaté en el año 2021.

Problema: se quiere mejorar la seguridad del código con cálculo diferencial, geometría plana y espacial, coordenadas polares y funciones en las reales.

Objetivo: explicar el funcionamiento del algoritmo a partir de cuestiones fundamentales que utiliza y generar una propuesta de modificación para hacer más robusto el algoritmo ante un ataque de hackers no éticos.

Metodología: realizar una revisión bibliográfica referente a códigos de encriptación, historial de algoritmos y funcionamiento del SHA-256 (algoritmo de hash seguro de 256 bits) en la plataforma Ethereum y Bitcoin que explica su funcionamiento y da una idea de cómo mejorar su seguridad.

Resultado: el funcionamiento del algoritmo explica paso a paso utilizando temas como precálculo, cálculo. Además, se propusieron temas como funciones, tablas de verdad, operadores lógicos, funciones de programación y una forma de complicar el algoritmo aplicando temas de geometría plana, espacio, coordenadas polares, función techo y valor absoluto.

Conclusión: es posible asimilar el funcionamiento del algoritmo SHA-256 y la base matemática para generar códigos en hexadecimal, dependiendo del mensaje a encriptar. Los modelos algebraicos permiten tomar diferentes puntos de las figuras generadas en los planos cartesiano y polar para utilizarlos como medio de encriptación.

Originalidad: parte de la idea de explicar un algoritmo muy utilizado en temas de encriptación; sin embargo, en una encuesta, solo algunos entendieron el código que explica las matemáticas, todas las cuestiones detrás de su funcionamiento y por qué es tan seguro. Además, una idea propone formas de optimizarla.

Limitaciones: dado que el algoritmo ya está funcionando y aún no se han reportado roturas en su funcionamiento. Una limitación puede ser que no se considere la sugerencia encontrada para modificar el código ya que funciona bien, entonces esta sugerencia puede ser rechazada.

Palabras clave: Array, Array, Array, Array, Array

Cómo citar

[1]
G. Leon Murcia, Y. L. Casas Méndez, S. L. Cortés López, y C. E. Cano López, «Las matemáticas como base para la generación de herramientas criptográficas», ing. Solidar, vol. 20, n.º 1, pp. 1–21, ene. 2024, doi: 10.16925/2357-6014.2024.01.03.

N-ABLE, SHA-256,Algorithm Overview: ¿What is SHA-256? 2019, p.1. [Online]. Available: https://www.n-able.com/blog/sha-256-encryption

S. Sánchez. P. Domínguez y. L. Velázquez, Hashing: Técnicas y Hash para la Protección de Datos. 2011, pp. 4-5. [Online]. Available: https://www.laccei.org/LACCEI2018-Lima/student_Papers/SP96.pdf

AWS, Funciones matemáticas. Funcion MOD. 2022, p.1. [Online]. Available: https://docs.aws.amazon.com/es_es/redshift/latest/dg/r_MOD.html.

S.L. Bitcoinforme, ¿Qué es el algoritmo de minería Ethash? 2015, Agosto 4, p.1. [Online]. Available: https://academy.bit2me.com/que-es-algoritmo-de-mineria-ethash/#0e04f783a4a3503a8

S. James, Cálculo. Transcendentes tempranas. 7ª edición. Grupo Editorial Thomson Learning., 2013, pp. 10-58

L. Ron, B. Edwards, Cálculo, tomo I. décima edición, Grupo Editorial Cengage Learning., 2014, pp. 383-3891.

D. Zill, J. Dewar, Ecuaciones diferenciales con problemas con valores en la frontera, Octava Edición, España, (2013). pp. 182-189.

J. Stewart, Cálculo de una variable. Transcendentes tempranas. 7ª edición. Thomson. 2012, pp. 10-71

L. Leithold, Cálculo con Geometría Analítica. 7 edición Editorial Harla. México. 1978 pp. 2-10, 68-75.

G. Thomas, Calculus Thomas. Special Edition. México, 2018, pp. 535-545.

R. Larson, R. Hostetler, B. Edwards, Cálculo de una variable, Volumen 1. novena Edición. Mc. Graw Hill. Méjico. 2018, pp. 390-399.

C. Edwards, H. Jr.; Penney, E. David, Cálculo con Geometría Analítica. Novena edición. Prentice Hall. 2018, pp. 59-69.

T. Apóstol, Análisis matemático. Editorial Reverte: Barcelona, 1991. pp. 581-589.

P. Ruiz. Cálculo vectorial. Prentice-Hall Hispanoamericana. 2018, Pp. 44-50.

R. Jiménez, Matemáticas VI. Cálculo Integral. México: Pearson Educación, 2013, Pp. 129-133

W. Granville, Cálculo Diferencial e Integral. México: Editorial Limusa. 2018. Pp. 179-189.

J. A. Ortega, “Performance of routing and spectrum allocation (RSA) algorithms for a last generation centralized optical network (SDON)”, Revista Ingeniería Solidaria, vol. 17, no. 2, pp. 1–30, May 2021. https://doi.org/10.16925/2357-6014.2021.02.08

J. G. Ferrer Rodríguez, “System of Inductive Reasoning Based on Genetic Algorithms For The Solution Of Problems In Conditions Of Imprecise Information Part I”, Revista Ingeniería Solidaria, vol. 5, no. 9, pp. 21–26, Jan. 2010. https://doi.org/10.16925/issn.1900-3102

G. Diáz, Ethereum: historia de la plataforma de contratos inteligentes más usada. 2018, Julio 30, p.1. [Online]. Available:https://www.criptonoticias.com/tecnologia/ethereum-historia-plataforma-contratos-inteligentes-usada/

Comité Estadounidense de Estándares. El codigo ASCII. [Online]. Available: https://elcodigoascii.com.ar/

J.Minimalsm, Máquina Virtual De Ethereum (Evm). [Online]. Available: https://ethereum.org/es/developers/docs/evm/, 2022, 12 agosto, p.1

S.L. Bitcoinforme ¿Qué es un DAG? 2015, agosto 4, p.1 [Online]. Available:https://academy.bit2me.com/que-es-un-dag/

D. Rachmawati, J. Tarigan, y M. Ginting, ABC, “Un estudio comparativo de Message Digest 5 (MD5) y el algoritmo SHA256,” Journal of Physics: Serie de conferencias, vol. 978, no. 1, pp. 012116. DOI:10.1088/1742-6596/978/1/012116

X. Fan, B. Niu, Implementación basada en arquitectura multinúcleo y SIMD en SHA-256 de Blockchain. In: Xu, K., Zhu, J., Song, X., Lu, Z. (eds) Blockchain Technology and Application. CBCC 2020. Comunicaciones en Informática y Ciencias de la Información, vol 1305. Springer, Singapur. https://doi.org/10.1007/978-981-33-6478-3_4

H. Yoshida, A. Biryukov, “Análisis de una variante SHA-256. En: Preneel, B., Tavares, S. (eds) Áreas seleccionadas en criptografía,” Lecture Notes in Computer Science, vol 3897. Springer, Berlín, Heidelberg, 2016.https://doi.org/10.1007/11693383_17

W. Andrew, N. Appel, “Verification of a cryptographic primitive: SHA-256,” ACM Trans. Program. Lang. Syst. vol. 37, no. 2, pp. 31. doi: https://dx.doi.org/10.1145/2701415

R. Martino, A. Cilardo, “Designing a SHA-256 processor for blockchain-based IoT applications, Internet of Things”, vol. 11, 2020, 100254. https://doi.org/10.1016/j.iot.2020.100254. P.1

M. Padhi, R. Chaudhari, An optimized pipelined architecture of SHA-256 hash function, 2017 7th International Symposium on Embedded Computing and System Design (ISED), Durgapur, India, 2017, pp. 1-4. doi: 10.1109/ISED.2017.8303943.

I. Ahmad, A. S. Das, “Hardware implementation analysis of SHA-256 and SHA-512 algorithms on FPGAs,” Computers & Electrical Engineering, vol. 31, no. 6, pp. 345-360. doi https://doi.org/10.1016/j.commpeleceng.2005.07.001.

G. Bertoni, J. Daemen, M. Peeters, V. Aasche, The Keccak SHA-3. submission – version 3. 2017, p.1. [Online]. Available: https://keccak.team/files/Keccak-submmission-3.pdf

M. Kammoun, M. Elleuchi, M. Abid y M.S. BenSaleh, “Implementación basada en FPGA del algoritmo hash SHA-256”, Conferencia internacional IEEE 2020 sobre diseño y prueba de micro y nanosistemas integrados (DTS), 2020, pp. 1-6. doi: https://doi.org/10.1109/DTS48731.2020.9196134

MÉTRICAS
VISTAS DEL ARTÍCULO: 486
VISTAS DEL PDF: 322