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De los codificadores a los cifrados: una breve historia

La radio de seguridad pública ha buscado privacidad casi desde que existe, y las herramientas para lograrla han cambiado de forma drastica. En la era analógica, la única manera práctica de mantener una conversación fuera del escaner de un transeunte era distorsionar el audio mismo. Los primeros dispositivos invertian o desplazaban la señal de voz para que sonara confusa a cualquiera sin un equipo compatible. Sonaba secreto, y por un tiempo evito que el escaner de policia del vecino le encontrara sentido a un control de transito. Pero en realidad nunca protegio la información. Solo reorganizaba el sonido.

A medida que las radios se volvieron digitales, también lo hicieron las herramientas de privacidad. En lugar de distorsionar el audio, los sistemas digitales podian tomar la secuencia de unos y ceros que representan la voz y pasarla por un cifrado matematico, convirtiendola en una salida que no significa nada sin la clave correcta. Este fue un cambio genuino. Un cifrado digital bien implementado no solo hace difícil seguir el audio, sino que hace que recuperar el contenido sea computacionalmente inviable. La historia de la privacidad en radio es, en esencia, la historia de esa migración, de ocultar el sonido a proteger realmente los datos, y saber en que punto de esa línea de tiempo se encuentra una función determinada le dice casi todo lo que necesita saber sobre si se puede confiar en ella.

El problema es que el lenguaje de marketing no siempre estuvo a la altura de la realidad técnica. Palabras como “privacidad”, “seguro” y “cifrado” se aplican de forma imprecisa, y parte de lo que hoy se vende como función de privacidad se parece más, en espiritu, a los viejos codificadores analógicos que a un cifrado moderno. Por eso no puede simplemente confiar en la etiqueta de la hoja de datos. Tiene que saber que hay debajo de ella.

Por qué la codificación no es cifrado

La distinción más importante de todo este tema es la diferencia entre codificación y cifrado, porque se venden con palabras parecidas pero entregan niveles de protección muy distintos. La codificación analógica de voz, incluida la inversión de voz y sus variantes, no cifra nada. Oculta el audio. Toma el sonido y lo distorsiona para que un oyente casual escuche ruido en lugar de voz. No existe una clave criptografica protegiendo el significado de las palabras en ningún sentido serio. La transformación es fija o casi fija, y es bien conocida, lo que significa que cualquiera con la motivación de revertirla puede hacerlo sin mucho esfuerzo.

Esto importa porque la codificación da una falsa sensación de seguridad que podría ser incluso peor que no tener ninguna. Una tripulación que cree que un canal está protegido hablara con libertad en el. Si la protección es solo inversión de voz, están transmitiendo información sensible creyendo que está blindada cuando no lo esta. Piense en la codificación como una cerca de privacidad, no como una boveda. Mantiene alejados a los curiosos ociosos que se topan con su tráfico. No detiene a nadie que en verdad quiera entrar.

La codificación tampoco ha desaparecido por completo de los sistemas digitales. Algunas radios digitales modernas ofrecen una función de codificación como opción de privacidad de nivel básico, y no debe confundirse con cifrado real solo porque viva dentro de una radio digital. Si una especificación describe una función de privacidad usando el lenguaje de la codificación en lugar de un cifrado nombrado y una longitud de clave, trátelo como ocultamiento, no como protección.

DES y por qué esta obsoleto

Cuando el cifrado digital llego por primera vez a la radio de seguridad pública, DES era el estándar del momento. Era un cifrado real, una mejora genuina sobre la codificación analógica, y por un tiempo cumplio su función. El problema es el tiempo mismo. DES usa una clave corta, de 56 bits, y esa longitud de clave ya se veia débil hace décadas. A finales de los años noventa, DES fue vulnerado publicamente por fuerza bruta. Investigadores demostraron que el espacio de claves era lo bastante pequeño para recorrerlo con esfuerzo dedicado, y esa demostración efectivamente término con la vida de DES como herramienta de seguridad seria. Lo que alguna vez fue de punta se convirtio en una advertencia sobre elegir una longitud de clave que no puede envejecer bien.

DES ya no se considera seguro. Esa no es una opinion controversial ni marginal, es el consenso establecido, y es la razón por la que los estándares avanzaron. En el mundo P25 específicamente, DES fue historicamente una opción disponible, pero está descontinuado a favor de AES. Si está evaluando un sistema antiguo, o uno usado, o una cotización que aun lista DES como su cifrado, esa es una señal para detenerse y preguntar por qué. Un sistema cuya protección más fuerte es DES es un sistema que protege su tráfico con un candado que fue abierto publicamente hace una generación.

La lección de DES no es solo “DES es viejo”. Es que la longitud de clave tiene una vida útil, y que un cifrado que parecia inquebrantable al momento de la compra puede convertirse en un pasivo sin que cambie una sola línea de codigo. Esa lección define la respuesta correcta hoy.

AES: el estándar moderno seguro

AES es el estándar moderno aceptado para el cifrado en radio de seguridad pública y mucho más allá de ella. Reemplazo a DES como el algoritmo sobre el que se construyen los sistemas serios, y a diferencia de su predecesor se ha mantenido firme. AES no tiene una vulneración práctica conocida. Cuando un algoritmo ha sido estudiado tan intensamente, por tantas personas, durante tanto tiempo, y aun no tiene una debilidad práctica, ese historial vale más que cualquier afirmación técnica aislada, y es gran parte de la razón por la que AES es la opción correcta por defecto.

AES viene en tres longitudes de clave: 128, 192 y 256 bits. Las tres se consideran seguras frente a las amenazas actuales. Vale la pena decirlo con claridad: no existe algo llamado AES-512, a pesar de la aparición ocasional de esa frase en conversaciones informales o en marketing dudoso. Si ve AES-512 en una hoja de datos, trátelo como una señal de alerta sobre el rigor del proveedor, no como un producto más fuerte. El menu real es 128, 192 y 256, y para fines de seguridad pública la decisión práctica suele ser entre 128 y 256.

Para la mayoría de los organismos la recomendación es simple: si va a cifrar, cifre con AES, y prefiera AES-256 a menos que tenga una razón específica para no hacerlo. AES-128 no es débil. Pero 256 cuesta poco extra en la práctica y compra un margen significativo, y la razón por la que ese margen importa tiene que ver con como envejecen estos sistemas y con lo que viene.

• AES-128 es seguro frente a las amenazas actuales y es una elección legitima.
• AES-192 existe como opción intermedia y rara vez es el factor decisivo en una compra.
• AES-256 es la opción prudente por defecto para un sistema que planea conservar por muchos años, por razones que se explican en la siguiente sección.

La pregunta cuantica y por qué 256 bits es la cobertura prudente

Escuchara mencionar la computación cuantica en discusiones sobre cifrado, a veces con un tono alarmante que no corresponde con la realidad de corto plazo. Aquí va la versión práctica, sin exageraciones. La amenaza futura relevante de la computación cuantica a gran escala es que en efecto reduce a la mitad la fortaleza de un cifrado simetrico como AES. Eso no es lo mismo que quebrarlo. Significa que una longitud de clave dada se comporta, frente a esa amenaza futura, más o menos como si tuviera la mitad de su tamaño.

Aplique eso a las longitudes de clave de AES y el panorama es tranquilizador en lugar de alarmante. AES-256, con su fortaleza efectiva reducida a la mitad, conservaria aun alrededor de una seguridad equivalente a 128 bits, lo cual es un margen enorme y se considera seguro para el futuro previsible. En otras palabras, se espera que AES-256 se mantenga fuerte incluso frente a la amenaza cuantica que a la gente le preocupa. Precisamente por eso 256 bits es la cobertura prudente. No la compra porque 128 este vulnerado hoy. La compra porque un sistema de radio es un activo de larga vida, y 256 le da un margen que dura más que el equipo mismo.

Lo que no debe hacer es exagerar el peligro de corto plazo. Hoy no existe un ataque cuantico práctico contra AES, y el cielo no se está cayendo. La respuesta correcta no es el pánico, es una opción por defecto tranquila y sensata: cuando cifre algo que espera que dure mucho tiempo en una radio que planea conservar mucho tiempo, elija AES-256 y deje de preocuparse por eso.

ADP y las opciones propietarias de clave corta

Entre el cifrado real AES y la codificación analógica hay un nivel intermedio de opciones de privacidad propietarias de clave corta, y aquí es donde suele ocurrir la mayor confusión, y la mayor decepción. El ejemplo más conocido es ADP, Advanced Digital Privacy de Motorola. ADP es un cifrado propietario construido sobre RC4 con una clave corta de 40 bits. Ese espacio de claves pequeño, combinado con debilidades conocidas en esta clase de cifrado, hace que ADP pueda ser vulnerado con relativa rapidez por alguien con las herramientas adecuadas, y las radios definidas por software han hecho que esas herramientas sean mucho más accesibles de lo que solian ser.

Nada de esto significa que ADP no sirva para nada. Tiene un uso real y honesto: mantener alejados a los oyentes casuales de escaner de su tráfico. Si el objetivo es evitar que el aficionado con una aplicación de escaner siga la charla rutinaria, ADP lo logra, y frecuentemente está disponible a bajo costo o gratis, lo cual lo hace atractivo para organismos que quieren una capa ligera de privacidad sin un costo de licenciamiento. El problema surge únicamente cuando se confunde ADP con seguridad genuina. Los expertos no consideran que un cifrado propietario de 40 bits sea suficiente para proteger información sensible, y usted tampoco debería tratarlo así.

Vale la pena dejar constancia de dos puntos más. Primero, ADP no forma parte del estándar P25. Es una función del fabricante añadida sobre el equipo P25, no un elemento del estándar abierto, y esa distinción tiene consecuencias reales para el cumplimiento normativo, tratadas más abajo. Segundo, ADP es representativo de una categoría más amplia. Cualquier opción de privacidad propietaria con clave corta o diseño de tipo RC4 debe clasificarse como privacidad casual, no seguridad real, sin importar el nombre de la marca en la caja.

• Adecuado para: mantener alejados a oyentes casuales de escaner y a curiosos ociosos del tráfico rutinario, a bajo costo o gratis.
• No suficiente para: información genuinamente sensible que necesita proteger frente a una parte decidida.
• Recuerde: ADP es propietario y no forma parte del estándar P25, lo cual importa para el cumplimiento normativo.

Como difieren las ofertas entre P25, DMR y NXDN

El modo digital que use su sistema determina que cifrado está realmente disponible, y a nivel de decisión las diferencias son más fáciles de entender de lo que sugiere la tecnología subyacente. La idea clave es que “cifrado” significa cosas distintas en diferentes modos y con diferentes proveedores, por lo que no puede evaluar el cifrado en abstracto. Tiene que preguntar que ofrece un producto específico en un modo específico.

P25 es el modo más asociado con la interoperabilidad formal de seguridad pública, y dentro de el AES es la opción fuerte reconocida mientras que DES es la opción heredada y descontinuada. Adiciones propietarias como ADP pueden añadirse al equipo P25, pero como se señalo, no forman parte del estándar, y elegirlas en lugar de AES tiene efectos secundarios. Cuando alguien dice que un sistema P25 está cifrado, la pregunta de seguimiento siempre es: cifrado con que, ¿AES o algo propietario?

DMR es donde la variación es más amplia, porque el cifrado en DMR depende mucho del proveedor. Las opciones de privacidad básica y mejorada en DMR generalmente son débiles, y usan claves cortas o diseños de tipo RC4 dentro de la misma familia del nivel de privacidad casual descrito antes. Pero algunas implementaciones de DMR ofrecen AES, que es fuerte. Así que dos radios DMR pueden ambas anunciar cifrado y estar a mundos de distancia entre si, una ofreciendo ocultamiento casual y la otra protección genuina. Con DMR más que con cualquier otro modo, lea con cuidado la función de privacidad específica y confirme si AES está realmente disponible y habilitado.

NXDN tiene su propio panorama de privacidad, y es uno de los modos donde la codificación aparece como función ofrecida. Eso nos regresa al primer principio de esta guía: una opción de codificación dentro de un modo digital sigue siendo codificación, no cifrado, y debe entenderse como ocultamiento. En los tres modos la regla a nivel de decisión es la misma. No acepte la palabra “cifrado” como respuesta. Exija el algoritmo específico y la longitud de clave, y juzguelo por eso.

El costo de interoperabilidad del cifrado

El cifrado no es gratis, y el costo más importante no es la tarifa de licenciamiento. Es la interoperabilidad. El cifrado solo funciona cuando ambas radios comparten el algoritmo y la clave. Dos radios que no coinciden en ambos no pueden entender el tráfico cifrado de la otra, lo cual significa que un desajuste en el cifrado rompe la capacidad de comunicarse justo en el momento en que esa capacidad más importa: una respuesta de múltiples organismos.

Este es el corazon defensivo de todo el tema. Si su organismo cifra un canal y un compañero de apoyo mutuo no comparte su algoritmo y su clave, no podran escucharlo en ese canal, y usted no podra escucharlos a ellos. No importa qué tan fuerte sea su AES-256 si la unidad que llega de la jurisdicción vecina está excluida de la conversación. El cifrado que protege un canal de personas externas lo protege de sus propios compañeros de la misma manera, porque para la radio no hay diferencia entre un espia y un aliado que carece de la clave.

La respuesta práctica no es evitar el cifrado. Es ser deliberado sobre donde lo aplica y mantener utilizables los canales de interoperabilidad. Designe y mantenga grupos de conversación de interoperabilidad sin cifrar o con claves comunes para que los compañeros de apoyo mutuo siempre puedan comunicarse con usted, y reserve el cifrado para el tráfico que en verdad lo necesita. Los organismos que cifran todo por defecto suelen descubrir el problema de la manera difícil, en un incidente grande, cuando una tripulación vecina transmite y escucha silencio. Planifique juntos, no por separado, los lados cifrados e interoperables de su sistema.

• El tráfico cifrado solo es comprensible para radios que comparten tanto el algoritmo como la clave.
• Un desajuste de clave o algoritmo rompe silenciosamente la comunicación con los compañeros de apoyo mutuo.
• Mantenga utilizables los canales de interoperabilidad designados para que los compañeros siempre puedan comunicarse con usted.
• Cifre de forma selectiva, ajustando la protección a la sensibilidad del tráfico.

Normas, subvenciones y como comprar con los ojos abiertos

Hay una dimensión de cumplimiento normativo en esta decisión que puede durar más que el equipo mismo, y merece un encuadre cuidadoso. Historicamente, las guías federales de subvenciones para interoperabilidad han exigido AES, comúnmente AES-256, para que un sistema P25 cifrado se considere conforme con los estándares. Bajo esa guía historica, elegir una opción de cifrado propietaria como ADP en lugar de AES podía hacer que un sistema P25 no cumpliera con las normas y poner en riesgo la elegibilidad para la subvención. En otras palabras, un esquema propietario de clave corta podía costarle a un organismo mucho más de lo que ahorraba, si descalificaba la compra del financiamiento de la subvención o generaba un problema en una revisión posterior.

La advertencia esencial es que las reglas de subvenciones y las guías de estándares cambian, y este artículo no puede decirle que se exige en su ciclo de financiamiento actual. Trate el punto anterior como contexto histórico y un llamado a verificar, no como un hecho confirmado del año en curso. Antes de comprar, confirme la guía de subvenciones y los requisitos de estándares vigentes que apliquen a su financiamiento y a su modo. La consecuencia de equivocarse en esto no es solo técnica, es financiera y administrativa, y es del tipo de cosas que salen a la luz durante una auditoria mucho después de que la persona que firmo la orden ya se haya ido.

Al reunir todo el panorama, la recomendación práctica es sencilla. Cifre lo que en verdad lo necesita, y cuando lo haga, use AES, prefiriendo AES-256 por su margen de longevidad. No confunda la codificación analógica ni los esquemas propietarios de clave corta como ADP con seguridad real; tienen un lugar como privacidad casual, pero no son una boveda. Mantenga utilizables sus canales de interoperabilidad para que el cifrado nunca le cueste un compañero de apoyo mutuo en el peor momento posible. Y confirme los estándares y requisitos de subvenciones vigentes antes de comprar, porque las reglas que rigen el cumplimiento y el financiamiento cambian con el tiempo y la responsabilidad de verificarlas es suya. Haga esas cuatro cosas y habra tomado una decisión que podra defender años después, tanto en la radio como en el papeleo.

Aviso de independencia: Todd Arrington Bowden es un autor independiente y este sitio es una publicación independiente y no está afiliada con, respaldada por, ni patrocinada por ninguna empresa, producto, red u organismo mencionado en este artículo. Los nombres se usan únicamente con fines de identificación y educación.