Para entender este artículo es recomendable leer primero nuestro artículo sobre criptografía asimétrica o tener nociones básicas de cómo funciona la criptografía de llave pública y privada.

¿Qué ventajas confiere la ley a la firma electrónica avanzada? Te platicamos en el webinar Entendiendo la Firma Electrónica Avanzada.

En un esquema de firma o identidad digital basado en criptografía de llave pública y privada —también conocida como criptografía asimétrica— generas un par de llaves, una pública y una privada, y entregas una copia de la llave pública a todas las personas con las que deseas tener interacciones digitales. Al tener una copia de tu llave pública estas personas pueden hacer dos cosas:

1. Recibir mensajes tuyos que “cerraste” con tu llave privada y abrirlos con la llave pública que les diste. De esta manera las personas que tengan una copia de tu llave pública pueden estar seguras de que tú eres el autor del mensaje.
2. Terceros pueden enviarte mensajes “cerrándolos” con tu llave pública para asegurarse que únicamente tú, con tu llave privada, podrás abrirlos.

Para que cualquiera de estos dos escenarios funcionen es necesario que compartas una copia de tu llave pública a las personas con las que vas a tratar. Suena fácil pero es un problema complejo. Si se trata de personas cercanas a ti como tus compañeros de trabajo, familiares o amigos, la manera más segura de hacer esta distribución es en persona, entregándoles una USB que contenga tu archivo de llave pública.

Pero, ¿por qué en persona?, ¿por qué no se las mandas por correo o por el sistema de mensajería de Facebook?

Podrías hacerlo pero, ¿cómo estarían seguros tus familiares o amigos de que fuiste tú quien les envió la llave pública y no un impostor que obtuvo acceso a tu cuenta de correo o de Facebook?

Evidentemente hacer estas entregas en persona funciona con unas cuantas personas pero no a escala. ¿Qué pasa si quiero que cualquiera —tenga una relación conmigo o no— pueda obtener una copia de mi llave pública para que podamos intercambiar información de manera segura?

Es aquí donde entran los certificados.

Un certificado es un archivo digital —generalmente de tipo .cer— que contiene mis datos identificatorios (nombre, CURP, RFC, etc.) junto con mi llave pública. Quien tenga acceso a este certificado puede asumir que contiene mi llave pública y, por lo tanto, puede intercambiar mensajes conmigo de manera confiable y segura.

Cualquiera con los conocimientos técnicos necesarios puede generar un certificado, sin embargo lo más común es que la gente sólo acepte certificados emitidos por entes autorizados que generalmente son organismos gubernamentales o privados autorizados por el gobierno.

¿Cómo se relaciona el certificado digital a la firma electrónica?

La firma electrónica cae bajo el escenario 1) descrito al inicio de este artículo. Es el escenario donde envías un mensaje que cerraste con tu llave privada y los demás pueden abrirlo con tu llave pública asegurándose así que el mensaje es de tu autoría.

En una firma electrónica generas un mensaje de aceptación de un documento o contrato el cual cierras con tu llave privada y por lo tanto cualquiera con tu llave pública puede corroborar que ese mensaje o firma fue generada por ti.

¿Cómo se genera un certificado?

Usemos como ejemplo el caso del SAT y la FIEL/e.firma. El SAT está autorizado por el Banco de México para emitir certificados. Aunque también existen entes privados autorizados por la Secretaría de Economía para emitir certificados, el SAT es por mucho el principal emisor de estos.

Para este ejemplo inventaremos una persona ficticia. El solicitante será Roberto Gómez Andrade.

Los pasos para que Roberto tramite un certificado de FIEL o e.firma emitido por el SAT son los siguientes:

1. Roberto genera un par de llaves, una pública y una privada, en su computadora usando un programa que descarga de la página del SAT. 
2. Roberto guarda la llave pública en un medio electrónico como una memoria USB.
3. Roberto se presenta en un módulo del SAT en donde un funcionario de dicha institución verifica sus datos. Es decir, corrobora que efectivamente se trate de Roberto Gómez Andrade y no de un impostor. Se usan datos biométricos para validar su identidad.
4. Una vez validada su identidad, el funcionario genera un certificado — que es un archivo digital— con sus datos identificatorios (nombre, CURP, RFC, etc.), le pide su llave pública y la inserta en este certificado que acaba de crear.
5. Finalmente, este certificado recién creado con los datos identificatorios de Roberto que incluye su llave pública se firma o “cierra” con la llave privada del propio SAT.

Este último paso es sumamente importante. ¿Por qué?

Imaginemos que los certificados no se firmaran por la institución que los emite. ¿Qué me impediría a mi generar un certificado a nombre de Roberto Gómez Andrade y hacerme pasar por él usando este certificado? Nada, lo podría hacer y si fuera así de fácil no habría manera de confiar en la información identificatoria contenida en los certificados.

¿Qué sucede cuando el SAT firma o “cierra” el certificado con la llave pública de Roberto y sus datos identificatorios?

Dado a que el certificado se “cerró” o firmó con la llave privada del SAT, este únicamente puede “abrirse” usando la llave pública del SAT. En otras palabras, cualquiera con acceso a la llave pública de esta institución puede verificar que el mensaje en efecto proviene de ella y, por lo tanto, se puede confiar en que la llave pública contenida en el certificado efectivamente corresponde a Roberto.

Las llaves públicas del SAT, contenidas también en certificados, las puedes bajar de la página del Banco de México. Y si tienes los conocimientos técnicos suficientes las puedes usar para validar si un certificado que te presenten fue efectivamente emitido por el SAT.

El hecho de que el SAT firme cada certificado vuelve imposible que un tercero genere un certificado con su llave pública pero con los datos de otra persona, por ejemplo de Roberto. El tercero podría firmar el certificado con una llave privada de su propiedad pero sería fácil darse cuenta que el certificado no fue emitido por el SAT.

Una vez que cuentes con este certificado digital emitido por el SAT, ahora sí puedes compartir tu llave pública —contenida en el certificado— de manera segura con quien desees por el medio que gustes.

Inclusive, el SAT hace públicos todos los certificados de todas las personas que han tramitado su FIEL o e.firma para que cualquiera pueda descargarlos y entablar una comunicación segura con el dueño del certificado descargado.

Concluyendo

Para evitar entregar una llave pública a cada persona con la que quieres entablar comunicación segura —por ejemplo enviar una firma electrónica tuya que exprese consentimiento de un contrato en formato electrónico—, puedes tramitar un certificado en el SAT el cual goza de ventajas legales al ser usado para firmar electrónicamente. Este certificado contiene tu llave pública y tus datos identificatorios. Además, se firma con la llave privada del SAT permitiendo que cualquiera corrobore que se trata de un certificado legítimo emitido por dicha institución.

En Mifiel validamos que los certificados que se utilizan al momento de firmar correspondan a certificados que fueron emitidos por el SAT de tal manera que tú no tengas que preocuparte de hacer esta validación y garantizando el no repudio de las firmas.

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La criptografía es una rama de las ciencias de la computación enfocada en desarrollar e implementar esquemas seguros para enviar y recibir mensajes en entornos adversariales. Entornos adversariales es una manera elegante de decir “entornos donde hay participantes que te quieren fregar”. El internet es un ejemplo de entorno adversarial, ya que tienes hackers, estafadores, usurpadores de identidad y demás delincuentes tratando de sustraer o modificar información.

A grandes rasgos, los sistemas criptográficos se dividen en dos ramas principales: los basados en criptografía simétrica y los basados en criptografía asimétrica. Los basados en criptografía simétrica son fáciles de conceptualizar. Los documentos o mensajes se “cierran” con una llave y sólo quienes tengan copia de esa llave pueden abrirlos y leerlos. Para una analogía podemos imaginarnos una caja con candado en donde guardamos documentos, cartas, etc. Esta caja solo puede ser abierta y su contenido leído por las personas que cuenten con una copia de la llave.

Las criptomonedas, la blockchain y el servicio de Mifiel están basados en criptografía asimétrica. A diferencia de la criptografía simétrica, la asimétrica es más compleja de visualizar por lo que es útil plantear una analogía.

Imaginemos una caja con dos cerrojos (uno del lado izquierdo y otro del lado derecho) y dos llaves que corresponden a cada uno de ellos. Una de las llaves la bautizamos llave pública y la otra, llave privada. La llave privada corresponde al cerrojo de la izquierda y la llave pública al de la derecha.

Esta caja tiene un funcionamiento especial. Si cierro la caja con el cerrojo de la izquierda (la llave privada) la única manera de abrirla es usando el cerrojo de la derecha (el que corresponde a la llave pública). No es posible abrirla volviendo a utilizar la llave privada en el cerrojo de la izquierda, forzosamente debo usar la llave pública en el cerrojo de la derecha. En cambio, si cierro la caja con el cerrojo del lado derecho, la única manera de abrirla es con la llave privada en el cerrojo izquierdo.

Además, es imposible fabricar un cerrojo a partir de alguna de las llaves.

Con mi caja lista y funcionando, procedo a hacer muchas copias de la llave pública y las reparto entre mis amigos, familiares, compañeros de trabajo, socios, mi contador, mi abogado y a toda persona que considere necesario.

De la llave privada no hago ninguna copia. Al contrario, la guardo muy bien en un lugar seguro donde sólo yo —y nadie más— tenga acceso a ella.

¿Qué podríamos hacer con esta peculiar caja, las llaves públicas que repartí y la llave privada?

Principalmente dos cosas:

1) Supongamos que mi contador no puede entregarme un mensaje personalmente pero por su naturaleza quiere asegurarse que sólo yo pueda leerlo. Podría ponerlo en un sobre cerrado y mandármelo por paquetería, pero aunque el sobre esté cerrado, un atacante con determinación podría abrirlo con mucho cuidado, leer el mensaje y volverlo a cerrar. Yo nunca me enteraría que alguien lo leyó.

Usando la caja especial que acabamos de describir, mi contador introduce el mensaje en ella. La cierra usando la copia de la llave pública (cerrojo derecho) que le entregué y envía la caja por paquetería. Al haberse cerrado la caja usando una de las copias de la llave pública en el cerrojo derecho, el único que puede abrir la caja es el poseedor de la llave privada (cerrojo izquierdo). La llave privada únicamente puede ser accesada por mi, por lo que mi contador sabe que sólo yo podré abrir la caja y leer el mensaje.

¿Cuáles son algunos ataques que se podrían intentar para burlar este esquema?

El atacante podría obtener una de las copias de la llave pública y hacerse pasar por mensajero para que mi contador le entregue la caja cerrada. Sin embargo, al haber sido esta cerrada con una llave pública (cerrojo derecho), el atacante podría introducir la llave en dicho cerrojo pero no podría abrir la caja ya que si se cerró usando una llave pública, únicamente puede ser abierta usando la llave privada en el cerrojo izquierdo.

2) Imaginemos que quiero enviar un mensaje a mi abogado de tal manera que él pueda estar seguro —sin duda alguna— de que el mensaje viene de mi parte aunque yo no le entregue la caja personalmente y esta le sea entregada por un desconocido (posiblemente con malas intenciones).

¿Qué tendría que hacer yo?

Escribo el mensaje para mi abogado en un papel y lo meto en la caja. La cierro usando el cerrojo de la izquierda (el que solo acepta la llave privada) y la envío por paquetería a mi abogado.

Cuando mi abogado la reciba, buscará la llave pública que anteriormente le compartí y procederá a insertarla en el cerrojo de la derecha. Si la caja abre, mi abogado puede estar totalmente seguro de que el mensaje fue puesto dentro por mi. Que él haya podido abrir la caja con el cerrojo del lado derecho implica que necesariamente la caja fue cerrada usando el cerrojo del lado izquierdo. Este cerrojo corresponde a la llave privada de la cual sólo hay una copia y la tengo yo.

Al igual que para el ejemplo anterior, exploremos un par de escenarios de ataque y como la caja y las llaves los prevendrían.

Pretendamos que alguien le quisiera enviar un mensaje a mi abogado intentando suplantar mi identidad. Tendría dos opciones:

1. Utilizar una caja con sus llaves, meter un mensaje y enviarla a mi abogado. Al recibir esta caja mi abogado trataría de usar la copia de mi llave pública, no entraría en ninguno de los cerrojos por lo que no podría abrir la caja.
2. El atacante es alguien cercano a mi o a alguien de los conocidos a quienes entregué copias de la llave pública, por lo que tiene acceso a una de estas llaves y por lo tanto puede cerrar la caja usando el cerrojo de la derecha. Mi abogado recibe la caja, inserta su llave en el cerrojo del lado derecho y aunque la llave sí entra en el cerrojo, no es posible abrirla ya que al haber sido cerrada con una llave pública (cerrojo derecho), únicamente puede ser abierta con la llave privada (cerrojo izquierdo). Mi abogado sabe inmediatamente que yo no fui quien cerró esa caja.

Buen intento, señor impostor, pero mi esquema de llaves frustró su intención de hacerse pasar por mi.

¿Cómo se relaciona la criptografía asimétrica al servicio de Mifiel?

La firma electrónica avanzada está basada en el segundo escenario, en el que yo quiero mandarle un mensaje a alguien de tal manera que el receptor pueda estar inequívocamente seguro de que el mensaje fue enviado por mi. A diferencia de las llaves físicas que usamos como ejemplo, en el mundo digital la llave privada y la llave pública son archivos digitales. En el caso de la FIEL o e.firma del SAT, la llave privada es el archivo tipo .key y la llave pública está contenida en el archivo tipo .cer. También, a diferencia de la llaves físicas, la llave pública contenida en el archivo .cer puede ser descargada por quien sea de tal manera que yo no tenga que entregar personalmente una llave pública a cada persona con la que quiero interactuar.

Cuando firmas con tu e.firma en Mifiel, usas tu llave privada/archivo.key (cerrojo izquierdo en la analogía) para cerrar la caja de tal manera que si los demás podemos abrirla usando una copia de tu llave pública en el cerrojo derecho, podemos saber que fuiste tú —y nadie más— quien metió el mensaje en la caja y la cerró. En el mundo digital esto se llama firmar.

Es por esto que cuando tramitas tu FIEL, firmas una carta responsiva donde te responsabilizas a informarle al SAT en cuanto sospeches que tu llave privada ha caído en las manos de un tercero. Cualquier uso que se le dé a esta llave es imputable a ti (por ley), por lo que es tu responsabilidad no compartirla con nadie y en caso de extravío, robo o entrega voluntaria debes reportarla inmediatamente al SAT. Este reporte se hace por internet.

Otro ejemplo práctico de este esquema es el de la facturación electrónica. El proveedor genera un documento (la factura), lo mete en la caja y la cierra con su llave privada (cerrojo izquierdo). Todos los que tengan una copia de la llave pública del proveedor pueden abrir la caja usando el cerrojo derecho y estar seguros de que la factura la emitió el proveedor. Por ello no es posible que un fulano se ponga a emitir facturas en nombre de Bimbo. No tiene la llave privada requerida para hacerlo.

En conclusión, la criptografía asimétrica o de llave pública permite construir sistemas de intercambio de información altamente seguros para recibir o enviar mensajes de la siguiente forma:

1) Usando mi llave pública cualquiera puede enviarme mensajes con la seguridad de que nadie más que yo podrá leerlos. Aún si el mensajero o el medio por el que se manda el mensaje no es confiable.

2) Usando mi llave privada puedo enviar mensajes a cualquier persona y los receptores pueden verificar —usando una copia de mi llave pública— que el mensaje fue enviado por mi y únicamente por mi. Esto sin importar que el mensaje haya sido enviado usando un método no confiable. La criptografía asimétrica es el esquema utilizado en la firma electrónica avanzada y la facturación electrónica.

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