Artículos
Criptoanálisis a Sistema de Cifrado de Imágenes basado en Múltiples Cajas de Sustitución
Marco Tulio Ramírez-Torres, Gina Gallegos-García, Jesús Agustín Aboyte-González, César Arturo Guerra-García, Carlos Soubervielle-Montalvo
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Debido a las necesidades actuales de seguridad, diversos autores han propuesto varios sistemas de cifrado, basados en diferentes principios de funcionalidad y aplicados a diferentes tipos de información. Las cajas de sustitución han demostrado ser una herramienta importante en los sistemas de cifrado simétrico como parte de las operaciones de confusión. Actualmente hay propuestas de sistemas de cifrado que incluyen el uso de múltiples cajas de sustitución, así como las llamadas cajas de sustitución dinámicas. Sin embargo, es importante analizar a profundidad los sistemas de seguridad que se encuentran publicados antes de ser implementados o tomados como referencia. En este trabajo se analiza un sistema de cifrado para imágenes, propuesto por Majid Khan, donde con estadística y ataques criptoanáliticos se ha podido verificar la calidad del cifrado, utilizando el ataque chosenplain image attack. El sistema es quebrado con este ataque, revelando la información original sin conocer la llave de cifrado, utilizando solo dos imágenes arbitrarias. Este trabajo trata de explicar a detalle la forma de realizar un criptoanálisis, para que a futuro las personas que diseñen un sistema de seguridad contemplen estas pruebas.
Esquema de Protección de Imágenes Digitales con Marca de Agua en DCT y Shamir Secret Sharing
Alejandro Salinas Victorino, Kelsey Alejandra Ramírez Gutiérrez
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Este trabajo presenta una arquitectura integral para la protección de imágenes digitales que combina técnicas de esteganografía, criptografía y verificación visual. Se propone un esquema de inserción de marcas de agua en el dominio de la frecuencia utilizando la Transformada Discreta del Coseno (DCT) y fragmentación criptográfica mediante Shamir Secret Sharing (SSS) para garantizar confidencialidad en la distribución del contenido. Adicionalmente, se incorpora un mecanismo de validación de integridad visual basado en hashes perceptuales, permitiendo comparar la similitud entre la marca de agua original y recuperada. Los resultados experimentales evidencian una inserción de marca de agua imperceptible con PSNR > 37 dB, una recuperación parcial confiable con k = 3 de n = 6 acciones del esquema de compartición, y una verificación visual efectiva con un nivel de similitud del 94 %. La solución propuesta garantiza autenticidad, confidencialidad e integridad visual, resultando especialmente adecuada para entornos donde la confianza en el contenido digital es fundamental.
Ejecución segura y verificación de firmware cifrado en tiempo de ejecución en entornos IoT
Alejandro Salinas Victorino, Raziel César Campos Sánchez, José de Jesús Zapata Lara
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En entornos del Internet de las Cosas (IoT), los dispositivos embebidos basados en microcontrolador como el ESP32 suelen carecer de mecanismos robustos de protección del firmware, exponiéndolos a ataques de clonación, ingeniería inversa y robo de identidad. Este trabajo presenta una arquitectura de ejecución segura de firmware en tiempo de ejecución (run time) basada en MicroPython, donde los módulos funcionales del firmware se almacenan cifrados en memoria flash y son validados mediante Hash Message Authentication Code (HMAC) antes de su ejecución dinámica. La solución garantiza que solo firmware autorizado puede ejecutarse, mitigando así riesgos de modificación o sustitución maliciosa del código. Se desarrolla un ecosistema modular que integra sensores, actuadores y comunicación HTTP, y se valida la propuesta mediante análisis de memoria flash en escenarios comparativos. Los resultados muestran que, a diferencia de una implementación convencional de cargar el firmware en texto claro al dispositivo IoT, la arquitectura propuesta previene la exposición de datos sensibles y refuerza la integridad y autenticidad del firmware, incluso ante ataques con acceso físico al dispositivo.
Diseño e implementación de un sistema colaborativo de verificación de datos segmentados en la nube
C. Angulo-Domínguez, A. Díaz-Pérez, J. L. González-Compeán
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En la actualidad, el almacenamiento de información en la nube se ha convertido en una práctica común tanto en entornos personales como empresariales. No obstante, esta modalidad implica una delegación de la custodia de los datos a terceros, lo que plantea desafíos importantes en términos de confianza, integridad y seguridad. Una de las principales preocupaciones es la posibilidad de que los datos almacenados puedan ser alterados o eliminados sin conocimiento del propietario, lo cual compromete no solo la disponibilidad, sino también la veracidad de la información. Para enfrentar esta problemática, se ha desarrollado el esquema Provable Data Possession (PDP), el cual permite verificar que los datos almacenados en un servidor remoto se mantienen íntegros sin necesidad de descargarlos en su totalidad. En este artículo se propone la implementación de una arquitectura escalable del esquema PDP dentro de una infraestructura basada en servicios de Amazon Web Services (AWS). La propuesta incluye tres componentes principales: el cliente, el servidor y el verificador. Este trabajo se encuentra en una etapa preliminar de consolidación, por lo tanto, los resultados presentados corresponden principalmente a la validación funcional del sistema y en las proyecciones de rendimiento que se esperan alcanzar en pruebas experimentales en etapas posteriores.
Manejo de políticas para la evaluación eficiente de solicitudes en un modelo de control de acceso basado en atributos
R. A. Ibarra-García, A. Díaz-Pérez, J. L. González-Compeán
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El control de acceso en sistemas distribuidos, especialmente en el contexto de la Industria 5.0, requiere mecanismos eficientes y adaptables para garantizar que solo los usuarios autorizados puedan interactuar con recursos críticos bajo condiciones específicas. Sin embargo, los enfoques tradicionales como el control de acceso basado en roles o las listas de control de acceso tienden a ser limitados en expresividad y poco eficientes al evaluar grandes volúmenes de políticas contextuales, dificultando su escalabilidad y capacidad de adaptación. En este artículo se presenta un modelo dinámico de control de acceso basado en eventos, donde cada uno se define como una conjunción de atributos: sujeto, recurso, espacio, tiempo y acción. Se implementó un prototipo funcional del sistema y se validó la propuesta mediante un estudio de caso simulado, utilizando políticas construidas a partir del dataset KDD Cup 1999. Las pruebas preliminares mostraron un comportamiento consistente ante variaciones en los atributos de las solicitudes, demostrando así la aplicabilidad del modelo.
Cifrado homomórfico como servicio para tareas de minería de datos con preservación de privacidad
Shanel Reyes-Palacios, Miguel Morales-Sandoval, Jose Juan Garcia-Hernandez, J.L. Gonzalez-Compean, Heidy M Marin-Castro
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El cifrado homomórfico es una técnica que ha permitido desarrollar métodos de minería de datos (clasificación,agrupamiento) con preservación de privacidad (MDPP), al realizar operaciones directamente sobre datos cifrados, preservando la confidencialidad de la información. Sin embargo, su uso práctico sigue estando limitado por el elevado costo computacional que implica su ejecución. Este trabajo presenta el diseño y arquitectura de un servicio de cifrado homomórfico, validado con los esquemas de cifrado homomórfico mayormente usados en MDPP: Liu, CKKS y Paillier. El diseño puede soportar cualquier otro esquema de cifrado, incorpora patrones de paralelismo y es-quemas de distribución de carga de trabajo. Estas características le permiten al servicio mitigar la sobrecarga asociada al costo computacional que implica la ejecución de los esquemas de cifrado homomórfico. Realizamos una evaluación con distintos tamaños de conjuntos de datos en el contexto de MDPP. Se analizó el rendimiento y la escalabilidad del servicio y se verificó la conservación de la utilidad en tareas de agrupamiento. Los resultados muestran que CKKS logró reducciones de tiempo de hasta el 88% frente a la ejecución secuencial, mientras que Liu y Paillier alcanzaron reducciones entre el 60% y el 70%, sin comprometer la calidad de los datos, lo que posiciona al servicio como una solución factible para MDPP.
Implementación de un clúster basado en Hadoop y Spark para el entrenamiento de modelos de Machine Learning para la detección de ataques DDoS
José de Jesús Zapata Lara
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El uso de sistemas distribuidos en los últimos años se ha incrementado debido a las capacidades que ofrecen para el procesamiento y almacenamiento masivo de información, así como por los requerimientos no funcionales que proveen. En el presente trabajo se plantea la implementación de un clúster para el entrenamiento de modelos basados en Machine Learning (ML) para la detección de ataques de negación de servicio distribuidos (DDoS) utilizando el sistema de almacenamiento de archivos distribuido HDFS del framework Hadoop y la integración del framework Spark para procesamiento. Los resultados obtenidos demuestran que un clúster de alto rendimiento que utiliza la integración de Hadoop y Spark puede ser utilizado para el entrenamiento de modelos basados en ML en el contexto de ciberseguridad con buen desempeño en cuanto a precisión, tiempo de ejecución, escalabilidad horizontal y tolerancia a fallos.
Principales enfoques y métodos para la detección de iSQL
Stanislav Glebskiy, Lil María Xibai Rodríguez Henríquez
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RESUMEN
Las inyecciones de SQL son un tema de gran relevancia en la protección de datos digitales almacenados en bases de datos relacionales. En este artículo se habla de manera general sobre las tendencias en el desarrollo de métodos para detectar y prevenir este tipo de ataques, enfocándose tanto en el sector industrial como en el ámbito de investigación académica. Se presentan de forma simplificada los conceptos necesarios para entender el tema. Este artículo pretende servir de introducción a cualquier persona que quiera adentrarse en el mundo de las iSQL (inyecciones SQL) y su mitigación, presentando un panorama general del área y discutiendo los enfoques más recientes de investigación.