Seguridad, privacidad e integridad de datos

Estos suenan similares pero significan cosas diferentes:

• seguridad seguridad — proteger los datos contra el acceso, la modificación o la destrucción no autorizada.
• privacidad privacidad — el derecho de una persona a controlar quién ve sus datos personales, con consentimiento y un propósito claro.
• integridad integridad — que los datos sean exactos y completos, sin corrupción ni cambios accidentales.

Un archivo puede ser seguro (solo las personas adecuadas pueden abrirlo) pero carecer de integridad (una errata lo corrompió); o ser exacto pero no privado (cualquiera puede leerlo). Se necesitan los tres.

Las diferencias que exige el plan de estudios, una oración cada una: la seguridad es mantener los datos a salvo de pérdidas y accesos no autorizados; la privacidad es mantener los datos confidenciales, de modo que solo quienes tienen derecho puedan verlos; la integridad es que los datos sean correctos, coherentes y completos. Por tanto, "la diferencia entre seguridad y privacidad": la seguridad se refiere a proteger los datos para que no sean accedidos, modificados o perdidos por personas indebidas; la privacidad se refiere al derecho del individuo a decidir quién puede ver sus datos personales. "La diferencia entre seguridad e integridad": la seguridad protege los datos contra accesos no autorizados; la integridad se refiere a que los datos sean exactos y estén actualizados, lo cual protegen la validación y la verificación.

Dos cosas que proteger: los propios datos (mantener su confidencialidad, integridad y disponibilidad) y el sistema informático (un sistema comprometido puede atacar a otros, robar credenciales o ser secuestrado mediante ransomware).

"¿Por qué necesita la escuela mantener ambos seguros?" Datos: son personales y confidenciales, por lo que no deben ser leídos, modificados ni eliminados por personas no autorizadas, y su pérdida impediría el funcionamiento de la escuela. Sistema: un intruso que acceda al sistema informático puede instalar malware, utilizarlo para atacar otros sistemas, dañar el hardware o software, o bloquearlo con ransomware; un sistema seguro es la primera línea de defensa para los datos que contiene.

Las amenazas se dividen en tres grupos.

1. Malware (software malicioso) — programas dañinos:

• virus — código auto-replicante que se adjunta a otros programas y se propaga cuando estos se ejecutan.
• gusano — código auto-replicante que se propaga a través de redes sin necesidad de intervención del usuario.
• caballo de Troya — parece útil pero oculta código malicioso.
• spyware — recopila información secretamente (pulsaciones de teclado, contraseñas).
• ransomware — cifra tus archivos y exige un pago.
• adware — muestra publicidad no deseada.

2. Engañar a las personas (ataques sociales):

• phishing — correos electrónicos o sitios web falsos que engañan a los usuarios para que faciliten sus credenciales.
• pharming — redirige a un usuario a un sitio falso incluso cuando escribe la dirección correcta.
• ingeniería social — engañar a las personas para que revelen información.

Las descripciones del plan de estudios de las cuatro amenazas nombradas: un virus es software malicioso que se replica (se copia a sí mismo), se adjunta a otros archivos y elimina o corrompe datos; el spyware es software malicioso que registra las pulsaciones de tecla y acciones del usuario y las envía a un tercero para obtener contraseñas y datos personales; un correo de phishing finge provenir de una organización legítima y contiene un enlace a un sitio web falso donde se pide al usuario datos personales o bancarios; el pharming es código malicioso instalado en el ordenador del usuario o en un servidor web que redirige al usuario a un sitio web falso aunque haya escrito la dirección correcta. Similitudes entre spyware y virus: ambos son malware, ambos se instalan sin el conocimiento del usuario, ambos pueden enviar datos a un tercero o dañar el sistema; la diferencia es que el virus se replica mientras que el spyware registra y transmite información. Phishing y pharming llevan ambos al usuario a un sitio web falso que recopila sus datos; el phishing requiere que el usuario haga clic en un enlace en un correo electrónico, mientras que el pharming funciona mediante código en el ordenador o en el servidor DNS y no necesita correo electrónico.

3. Ataques a la red:

• hacking — acceso no autorizado, a menudo mediante contraseñas débiles o vulnerabilidades de software.
• denegación de servicio (DoS/DDoS) — satura un servidor para que los usuarios reales no puedan acceder a él.
• escucha clandestina (eavesdropping) — captura de datos en tránsito (riesgo en Wi-Fi abierto).
• intermediario (man-in-the-middle) — un atacante retransmite o altera secretamente los mensajes entre dos partes.

Ejemplo resuelto. Identifica y describe dos amenazas a los datos en una red escolar, y proporciona un método de prevención diferente para cada una.

Amenaza 1, malware: un virus copiado en un ordenador desde un adjunto de correo electrónico o una descarga se replica y corrompe o elimina archivos; prevención: software antivirus que escanea archivos y se mantiene actualizado. Amenaza 2, hacking: una persona no autorizada obtiene acceso a la red, por ejemplo adivinando una contraseña débil, y lee o modifica los datos; prevención: un cortafuegos que bloquee conexiones no autorizadas, o contraseñas fuertes con autenticación de dos factores. Un tercer par, phishing: un correo electrónico lleva a un usuario a un sitio falso que recopila sus credenciales de inicio de sesión; prevención: formación de usuarios para verificar el remitente y la URL, y filtrado de correo electrónico. La medida debe coincidir con la amenaza: el cifrado no detiene un virus, y el software antivirus no detiene el phishing.

Las medidas protegen tanto la seguridad de los datos (contra pérdidas, robo o corrupción) como la seguridad del sistema informático (su hardware, software y red).

Un PC independiente

• una contraseña fuerte; antivirus mantenido actualizado; actualizaciones de software oportunas; copia de seguridad en medios separados; cifrado completo del disco; pantalla bloqueada.

Un PC conectado a red

Todo lo anterior, más un cortafuegos, permisos por usuario (derechos de administrador solo para administradores), gestión centralizada de cuentas de usuario, y registros de auditoría (quién inició sesión, qué tocó).

Cómo funcionan las medidas, con la redacción que otorga puntos el plan de estudios:

• cortafuegos: examina cada transmisión entrante y saliente y la compara con criterios establecidos (una lista blanca o negra de direcciones, puertos y protocolos); bloquea cualquier cosa que no cumpla los criterios; puede prevenir el acceso a ciertos sitios y advertir de intentos de acceso no autorizado.
• cifrado: los datos se codifican (encriptan) con una clave en texto cifrado, de modo que una copia interceptada no pueda entenderse sin la clave; el receptor utiliza una clave para descifrarlos. Protege los datos en tránsito y en almacenamiento, pero no evita que los datos sean interceptados o eliminados.
• contraseñas y cuentas de usuario: solo un usuario que conozca la contraseña puede iniciar sesión; una contraseña fuerte (larga, con caracteres variados, cambiada regularmente) no puede ser adivinada; las cuentas se bloquean tras varios intentos fallidos; cada cuenta tiene sus propios derechos de acceso.
• software antivirus y antispyware: escanea archivos y programas comparándolos con una base de datos de firmas de malware conocidas, verifica el comportamiento, cuarentena o elimina lo que encuentra, y debe actualizarse para reconocer nuevo malware.
• derechos de acceso: se otorgan permisos a cada usuario (o grupo) para cada archivo o tabla, como solo lectura o lectura y escritura, de modo que un usuario no pueda ver ni modificar datos que no le pertenecen; una base de datos también puede presentar a cada usuario una vista que contenga solo los campos que necesita.
• biometría: el dispositivo captura una imagen de la cara, huella dactilar o iris, la convierte en datos digitales, la compara con los datos almacenados para ese usuario y permite el acceso solo si hay coincidencia; no puede olvidarse, prestarse ni adivinarse como una contraseña.
• copias de seguridad: una copia de los datos en medios separados, guardada fuera del sitio, de modo que los datos perdidos o corruptos puedan restaurarse.

Para restringir los riesgos del malware, en tres puntos: instalar software anti-malware y mantenerlo actualizado; usar un cortafuegos; no abrir adjuntos ni descargar archivos de fuentes desconocidas; mantener el sistema operativo y las aplicaciones parcheadas; y formar a los usuarios.

A través de internet

• VPN — cifra el tráfico entre el usuario y la puerta de enlace corporativa.
• HTTPS / TLS — cifra el tráfico web.
• firmas digitales — prueban quién envió un mensaje y que no fue alterado en tránsito.
• detección de intrusiones — vigila el tráfico en busca de patrones de ataque conocidos.

Cómo una firma digital autentica un documento (cinco puntos): el emisor pasa el mensaje por una función hash para producir un resumen; el emisor cifra el resumen con su clave privada, y ese resumen cifrado es la firma digital; el mensaje y la firma se envían juntos; el receptor descifra la firma con la clave pública del emisor para recuperar el resumen; el receptor calcula el hash del mensaje recibido y compara los dos resúmenes; si coinciden, el mensaje provino del emisor (solo ellos poseen la clave privada) y no fue alterado en la transmisión. Una firma prueba quién envió el mensaje y que está intacto; no oculta el contenido, para eso sirve el cifrado del mensaje.

• intercepción en tránsito → cifrar los datos (HTTPS, VPN). El texto cifrado interceptado es inútil sin la clave.
• acceso no autorizado → autenticación fuerte (contraseñas largas; autenticación de dos factores con código de teléfono o llave); autorización de usuario; bloqueo tras inicios de sesión fallidos.
• malware → software antivirus y antispyware con escaneo en tiempo real; parcheo; evitar descargas no confiables.
• phishing → formación de usuarios; filtrado de correo electrónico; verificar la URL antes de introducir credenciales.
• amenazas internas → principio de mínimo privilegio (dar a cada usuario solo lo necesario); auditoría.
• DDoS → limitación de velocidad y filtrado de tráfico.

Para datos confidenciales que cruzan internet, el método del plan de estudios es el cifrado: los datos se codifican con una clave en texto cifrado, de modo que una persona no autorizada que los intercepte no pueda leerlos, y solo el receptor previsto, que posee la clave, pueda decodificarlos. Para un archivo de programa enviado por correo electrónico para pruebas, la misma respuesta aplica (cifrar el archivo, o enviarlo sobre una conexión cifrada), junto con una contraseña en el propio archivo.

• cifrado — convertir texto en claro 明文 en texto cifrado 密wen con una clave. El cifrado simétrico 对称加密 (AES) utiliza una clave compartida; el cifrado asimétrico 非对称加密 (RSA) utiliza una clave pública 公钥 y una clave privada 私钥. Protege los datos en reposo y en tránsito.
• control de acceso 访问控制 — permisos de archivo (lectura/escritura/ejecución) y derechos de acceso 访问权限, aplicados por el sistema operativo.
• autenticación — las técnicas de autenticación verifican al usuario: algo que sabe (contraseña), algo que tiene (token, teléfono) o algo que es (biometría 生物识别 — huella dactilar, rostro, iris); la combinación es más fuerte.
• copias de seguridad — mantener copias (algunas fuera del sitio) para que la pérdida o corrupción sea recuperable.
• seguridad física — salas de servidores con cerradura, candados para cables.

Los derechos de acceso en una base de datos, descritos para tres puntos: a cada usuario se le asigna una cuenta con un nombre de usuario y contraseña; el administrador de la base de datos asigna a cada cuenta permisos para cada tabla, como solo lectura, lectura y escritura, o sin acceso; los usuarios ven solo las tablas y campos que tienen permitido, por lo que un cliente no puede abrir la tabla del personal y un cajero puede leer pero no cambiar los precios. El SGDBD aplica esto mediante sus derechos de acceso y mediante vistas, y también puede cifrar los datos almacenados.

Los datos tienen integridad cuando son precisos y completos. Dos técnicas: validación de datos (detectar datos incorrectos antes de almacenarlos) y verificación de datos (confirmar que los datos fueron ingresados o transferidos correctamente).

Validación — ¿tienen sentido los datos?

Validación 验证 comprueba los datos frente a reglas sensatas, automáticamente:

• comprobación de rango — dentro de límites (un mes es 1–12).
• comprobación de límite — en el lado correcto de un único límite (por ejemplo, edad ≥ 18).
• comprobación de existencia — el elemento referenciado existe (por ejemplo, un código de producto está en la tabla).
• comprobación de longitud — el número correcto de caracteres.
• comprobación de tipo/carácter — el tipo correcto de datos (un campo de teléfono permite solo dígitos).
• comprobación de formato — coincide con un patrón (un correo electrónico debe contener @).
• comprobación de presencia — los campos obligatorios no están vacíos.
• dígito de control 校验位 — un dígito extra calculado a partir de los demás (ISBN, números de tarjeta) que detecta errores de transcripción.

Ejemplo resuelto. En un esquema sencillo de dígito de control, el dígito de control es el resto cuando la suma de los dígitos se divide por $10$, añadido al número. El número $4162$ tiene una suma de dígitos de $13$, por lo que se almacena como $41623$. Un usuario escribe $14623$: los dos primeros dígitos están intercambiados, pero la suma sigue siendo $13$, por lo que el dígito de control sigue coincidiendo y el error no se detecta. Un usuario que escribe $41523$ es detectado, porque $4 + 1 + 5 + 2 = 12$ da un dígito de control de $2$. Un esquema que detecta dígitos intercambiados pondera cada posición de manera diferente, como hace la comprobación ISBN-13 (ponderaciones $1, 3, 1, 3, \ldots$, luego el dígito que hace que el total sea un múltiplo de $10$). Un dígito de control es validación: prueba el número contra una regla en el momento en que se introduce.

• comprobación de búsqueda y comprobación de consistencia (por ejemplo, fecha de entrega ≥ fecha de pedido).

La validación detecta datos mal formateados, pero no datos que tengan el formato correcto pero sean factualmente erróneos ("Bob" por "Bib").

Ejemplo resuelto. Identificar la comprobación de validación que realiza cada fragmento de pseudocódigo.

Para validar un número de matrícula de coche que debe constar de una letra, tres dígitos y dos letras: una comprobación de formato prueba cada posición frente a su patrón, y una comprobación de longitud confirma seis caracteres. Para validar una fecha de nacimiento: una comprobación de formato (DD/MM/YYYY), una comprobación de rango (el mes es de $1$ a $12$, el año no está en el futuro) y una comprobación de presencia (no se deja en blanco). Una puntuación entre $0$ y el máximo para la prueba necesita una comprobación de tipo (un entero) y una comprobación de rango, con el límite superior leído desde el propio registro de la prueba: así es como la validación protege la integridad, rechazando datos que no podrían ser correctos.

Verificación — ¿se introdujeron o transfirieron los datos correctamente?

Verificación 核对 comprueba que los datos no cambiaron al moverse de un lugar a otro.

Durante la entrada: entrada doble (escribirlo dos veces y comparar, como para una nueva contraseña) o comprobación visual.

En palabras del esquema, la entrada doble consiste en ingresar los datos dos veces, por la misma persona o por dos personas, y tener que el ordenador compare las dos versiones e informe cualquier diferencia; una comprobación visual es la persona comparando lo que hay en la pantalla con el documento fuente original y corrigiendo cualquier diferencia antes de guardar. Ambas protegen la integridad asegurando que los datos almacenados coincidan con la fuente. Incluso después de la validación y verificación, los datos aún pueden ser incorrectos: pueden ser sensatos y coincidir con la fuente, pero la fuente misma era incorrecta, o el usuario escribió un valor diferente pero válido distinto del pretendido.

Durante la transferencia (los bits pueden volverse invertidos):

• comprobación de paridad 奇偶校验 — un bit extra hace que el número de 1s sea par (paridad par) o impar. El receptor vuelve a contar. Detecta errores de un solo bit.
• suma de comprobación 校验和 — el remitente envía un valor resumen de los datos; el receptor lo recalcular y compara.
• comprobación de redundancia cíclica 循环冗余校验 (CRC) — una suma de comprobación más fuerte que utiliza división polinómica, detectando muchos más tipos de errores.

Una comprobación de bloque de paridad 奇偶块校验 va más allá y localiza el error. Organizar los bytes en una cuadrícula: dar a cada byte un bit de paridad de fila, luego calcular un byte de paridad extra cuyos bits sean la paridad de columna de los bytes anteriores. Un único bit invertido ahora falla en una fila y una columna — su intersección apunta exactamente a qué bit cambió, por lo que incluso puede corregirse.

Ejemplo resuelto. Se envían cuatro bytes con paridad par, seguidos de un byte de paridad. Encontrar el bit que fue corrupto.

Contar los 1s en cada fila y cada columna. Cada fila y columna debería tener un número par; el byte 3 tiene cinco y la columna 4 tiene tres. El bit donde esa fila y esa columna se cruzan es el que cambió, por lo que se restablece de 1 a 0. Una comprobación de paridad por sí sola detecta un error en un byte pero no puede decir qué bit; dos errores en el mismo byte se cancelan y pasan desapercibidos. Una suma de comprobación, explicada para tres puntos: el remitente pasa el bloque de datos a través de un algoritmo que produce un valor de suma de comprobación; los datos y la suma de comprobación se envían juntos; el receptor ejecuta el mismo algoritmo sobre los datos que recibió; si las dos sumas de comprobación coinciden, los datos se aceptan, y si no, se rechazan y reenvían.

La verificación solo demuestra que lo recibido coincide con lo enviado — no que los datos sean correctos, ni contra manipulaciones deliberadas. La validación pregunta "¿son estos datos sensatos?"; la verificación pregunta "¿se copiaron correctamente?" — usar ambas.

Las preguntas de la tabla clasifican los métodos según cuándo se usan: durante la entrada de datos, entrada doble y una comprobación visual; durante la transferencia de datos, una comprobación de paridad (byte o bloque) y una suma de comprobación. Transferir archivos de vídeo de una cámara a un servidor utiliza una suma de comprobación: la cámara la calcula, el servidor la recalcula, una discrepancia significa retransmisión.

Ejemplo resuelto. Un usuario escribe su fecha de nacimiento como 31/02/2009, y escribe su dirección de correo electrónico dos veces. ¿Qué comprobación detecta qué error, y cuál es la diferencia? La validación pregunta "¿son estos datos sensatos?" - el ordenador los prueba contra una regla, y una comprobación de formato o rango rechaza 31/02/2009 porque febrero nunca tiene 31 días. La verificación pregunta "¿se introdujeron correctamente estos datos?" - escribir el correo electrónico dos veces es entrada doble, y comparar las dos copias detecta un error de tipeo. El límite es lo que hace que esta sea una pregunta favorita: la validación nunca puede decirte que los datos están correctos, solo que son posibles - 01/02/2009 pasa todas las reglas de validación incluso si el usuario nació realmente en un día diferente. Di qué puede y qué no puede detectar cada comprobación.

Una pregunta de definición se califica según palabras fijas. Aprenda estas exactamente.

• Mantenga separadas las tres ideas: seguridad (mantener los datos a salvo), privacidad (quién puede verlos) e integridad (mantenerlos correctos).
• Relacione cada amenaza (malware, hacking, phishing, interceptación) con una medida (cortafuegos, cifrado, autenticación, derechos de acceso).
• El cifrado protege la confidencialidad, no la integridad: utilice una suma de verificación, una comprobación de paridad o un dígito de control para la integridad.
• Distinga entre virus, gusano y troyano y cómo se propaga cada uno.

Errores comunes

• Dar la misma medida para dos amenazas, o una medida que no se ajuste a la amenaza. Cada amenaza en la tabla necesita una prevención diferente que realmente la detenga.
• Nombrar una medida sin decir cómo funciona. "Cortafuegos" obtiene puntos cuando va seguido de "compara el tráfico con criterios establecidos y bloquea lo que no cumple".
• Llamando validación a una comprobación de que los datos son correctos. La validación comprueba que los datos sean razonables; la verificación comprueba que coincidan con la fuente. Ninguna prueba que sean verdaderos.
• Decir que una firma digital cifra el mensaje. Cifra un hash del mensaje con la clave privada; el receptor lo descifra con la clave pública y compara los hashes.
• Describir un dígito de control como verificación, o una comprobación de paridad como validación. El dígito de control es una regla de validación en la entrada; las paridades y sumas de verificación verifican una transferencia.
• Escribir que un virus "envía datos a un tercero" y que el spyware "se replica". El que se replica es el virus; el que graba es el spyware.