Herramienta de Cifrado y Descifrado DES

DES (Data Encryption Standard) nació en 1977, desarrollado por IBM y modificado por la NSA antes de convertirse en estándar federal de EE.UU. Usa una red de Feistel que divide el texto plano de 64 bits en dos mitades y las somete a 16 rondas de transformación. La clave es nominalmente de 64 bits, pero 8 se usan para comprobaciones de paridad, dejando 56 bits de clave efectiva. En su momento esos 56 bits eran suficientes, pero en 1999 ya se podía romper por fuerza bruta en 22 horas con hardware dedicado. Triple DES (3DES) surgió para alargar la vida útil de DES: aplica el cifrado tres veces con tres claves distintas, logrando 168 bits de clave efectiva. 3DES sigue siendo ampliamente utilizado en el sector financiero, presente en tarjetas EMV y numerosos protocolos bancarios. Aunque AES ha reemplazado oficialmente a DES como estándar de cifrado, DES y 3DES siguen activos en sistemas heredados, protocolos financieros y dispositivos embebidos. Esta herramienta soporta ambos algoritmos con los modos CBC, ECB, CFB, OFB y CTR.

DES es un cifrado de bloques de Feistel publicado como FIPS 46 en 1977. Opera sobre bloques de 64 bits con una clave de 64 bits, de los cuales 8 bits son de paridad, dejando 56 bits de material de clave efectivo. El cifrado comienza con la Permutación Inicial (IP), divide el estado de 64 bits en dos mitades de 32 bits L0 y R0, y ejecuta 16 rondas de Feistel de la forma (L_{i+1}, R_{i+1}) = (R_i, L_i XOR F(R_i, K_i)). La función de ronda F expande 32 bits a 48 bits mediante la caja E, aplica XOR con la clave de ronda K_i de 48 bits derivada por el programa de claves PC-1/PC-2, aplica ocho cajas S de 6 a 4 bits (S1..S8) y ejecuta la permutación P-box. La Permutación Final (FP = IP^-1) produce el texto cifrado. Triple DES, definido en NIST SP 800-67, aplica DES tres veces en una construcción Cifrar-Descifrar-Cifrar (EDE): C = E_{K3}(D_{K2}(E_{K1}(P))). La opción de clave 1 usa tres claves independientes de 56 bits (168 bits brutos, ~112 bits de seguridad efectiva contra ataques de encuentro en el medio); la opción de clave 2 establece K1 = K3 (~80 bits efectivos). Los modos de cifrado por bloques envuelven DES/3DES para manejar mensajes de más de 64 bits: ECB cifra cada bloque de forma independiente y filtra patrones del texto plano; CBC encadena mediante C_i = E_K(P_i XOR C_{i-1}) con un IV aleatorio de 8 bytes; CFB y OFB convierten el cifrado por bloques en un cifrado de flujo autronomizador o síncrono; CTR aplica XOR al texto plano con E_K(nonce || counter). El espacio de claves de 56 bits de DES (2^56 ≈ 7,2 × 10^16) es exhaustible: el EFF DES Cracker rompió un desafío DES en 22 horas en 1998 con ASICs personalizados, y los clusters modernos de GPU/FPGA lo completan en horas. NIST SP 800-131A retiró DES simple en 2005 y desautorizó Triple DES para cifrado después de 2023; el ataque de cumpleaños Sweet32 (CVE-2016-2183) debilita aún más 3DES en TLS porque su tamaño de bloque de 64 bits permite colisiones después de ~2^32 bloques (~32 GB) bajo una sola clave. Los sistemas modernos deberían usar AES-128 o AES-256 en un modo autenticado como GCM o ChaCha20-Poly1305 en su lugar.

• La clave DES es de 8 bytes incluyendo paridad (56 bits efectivos); las claves 3DES son de 16 bytes (2 claves, ~80 bits de seguridad) o 24 bytes (3 claves, ~112 bits de seguridad contra encuentro en el medio).
• El tamaño de bloque es de 64 bits / 8 bytes; CBC, CFB, OFB y CTR requieren un IV/nonce de 8 bytes, ECB no usa IV (y filtra patrones a nivel de bloque).
• El relleno PKCS#7 añade N bytes de valor N (1 ≤ N ≤ 8); se añade un bloque completo de 8 bytes de 0x08 cuando la longitud del texto plano ya es múltiplo de 8.
• Las claves débiles 0x0101010101010101, 0xFEFEFEFEFEFEFEFE y los cuatro pares de claves semi-débiles hacen que K1 = K2 en el programa de claves, por lo que E_K = D_K — evítalas al generar claves aleatorias.
• Sweet32 (CVE-2016-2183) explota el bloque de 64 bits de 3DES: una sola clave colisiona después de ~2^32 bloques (~32 GB de texto plano bajo una sola clave en modo CBC).
• NIST SP 800-67 Rev. 2 desautorizó Triple DES para cifrado después del 31 de diciembre de 2023; los nuevos diseños deberían usar AES-GCM o ChaCha20-Poly1305, no DES ni 3DES.
• El EFF DES Cracker (Deep Crack) rompió DES en 22 horas en julio de 1998 por menos de $250.000 en dólares de 1998; los clusters modernos de GPU lo hacen en horas, por lo que DES simple no es un control de confidencialidad.