Comunicaciones seguras: clave pública y privacidad

Hoy con Internet todo está al alcance; compras, operaciones bancarias, trámites administrativos, intercambio de información o conversaciones en tiempo real.
Cada vez que realizamos una de estas operaciones enviamos al ciberespacio información privada. Y lo hacemos con seguridad gracias a la criptografía de clave pública, que entra en escena cuando nos conectamos a Internet, usamos un cajero automático o compramos un programa de televisión por pay per view.

En sentido estricto la criptografía es la ciencia que se encarga de la ocultación del significado de un mensaje para mantenerlo en secreto. Proteger el mensaje como ente físico es tarea de otra ciencia secreta : la esteganografía.
Desde que hace 2000 años se emplease por primera vez la criptografía, su principal limitación había sido la distribución de la clave, la "llave" que permite al emisor sellar el mensaje y al receptor abrirlo. Esto exige que ambas partes busquen un sistema muy seguro para realizar el intercambio.
Con el sistema de clave pública ya no es necesario intercambiar la clave secreta. Cada usuario tiene una clave pública y otra privada.
Si Alicia quiere mandarle una carta confidencial a Benito, primero le pide a él que le mande un candado abierto. Caudno Alicia lo recibe, lo usa para cerrar una caja que lelva dentro la carta y le manda la caja por correo a Benito. Él es el único que puede abrirla, pues es el único que tiene la llave (clave privada) que abre su candado (clave pública).
Para el comercio electrónico y protección de datos en España hay dos normas que regulan los derechos y deberes de los internautas:
* Ley de Servicios de la Seguridad de la Información (LSSI), de 2002, que se aplica al comercio electrónico, la publicidad y cualquier servicio por Internet que se dé beneficios económicos.

* Ley Orgánica de Protección de Datos de Carácter Personal (LOPD), de 1999, que se aplica a las empresas y entidades públicas que dispongan de datos personales de los ciudadanos.
Si pasamos de la analogía postal a Internet, una de las aplicaciones de la criptografía de la clave pública es el cifrado de datos para ocultar información privada. Otra es revelar la identidad del emisor de un mensaje. Esto se consigue con las firmas digitales que se almacenan en el nuevo DNI electrónico: quien manda un documento con una firma hecha con su clave privada se asegura de que cualquier destinatario que conozca su clave pública pueda comprobar que el documento es auténtico, que la firma no ha sido falsificada.
Las direcciones que empiezan con https y con un candado indican que una web usa un protocolo criptográfico de cifrado de datos que permite comunicaciones seguras. Nunca envías datos confidenciales si no ves estas señales.

Teléfono móvil: cuestiones celulares

De ser pesadas maletas los móviles han pasado a ser pequeños objetos que caben en cualquier bolsillo. Ya hay más teléfonos móviles que fijos, en América, no son tan populares, los móviles se llaman "celulares".
Los primeros teléfonos portátiles se instalaban en los coches y se comunicaban con un potente transmisor central que cubría un radio de hasta 70 km alrededor de cada gran ciudad. Para poder hablar con la central los teléfonos debían emitir con mucha potencia, la suficiente como para recorrer esos 70 km, de ahí se tamaño y la necesidad de una gran batería.
Entonces llegó la estrategia celular: dividir la zona de cobertura en células mucho más pequeñas, en cuyo centro se instala una antena. Las células de la red de telefonía están coordinadas de manera que la conexión no se corta al pasar de una a otra y el móvil cambia solo de canal.

Si queremos reducir la potencia de emisión de los móviles, se tiene que instalar muchas antenas, para que siempre tengamos una cerca, y así el celular requeriría menos potencias.
Hasta ahora no hay ninguna evidencia científica de que las radiaciones empleadas en la telefonía móvil puedan causar ninguna enfermedad. Estas ondas no son muy diferentes a las de la radio. Tienen algo más de energía, se las considera microondas y están en una zona del espectro electromagnético muy por debajo de los rayos de luz visibles.
Los rayos ultravioletas de alta frecuencia, los rayos gammas y los rayos X pueden provocar problemas de salud, son capaces de romper moléculas y desencadenar el cáncer. Sin embargo, las microondas que originan los móviles son incapaces de romper enlaces entre átomos; por eso la ciencia actual no entiende cómo estas ondas podrían llegar a provocar un tumor. El único riesgo probado para la salud es usar los móviles mientras se conduce.

GPS: la brújula del siglo XXI

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) nació en 1995 como una red de satélites de apoyo a la navegación marítima que permite conocer en todo momento y en cualquier condición meteorológica las tres coordenadas (latitud, longitud, altitud) que localizan un punto sobre la Tierra.
El GPS resolvió el problema de la necesidad de conocer la posición de un barco en alta mar de forma definitiva, usando una versión sofisticada de la técnica de triangulación.  Para triangular, el GPS usa tres referencias móviles de una "constelación" de 24 satélites que giran a 20.200 km de altura. Aunque reconocer la ubicación exacta tiene gran utilidad militar, por eso el Departamento de Defensa de Estados Unidos, introdujo un error controlado de unos pocos de metros en la señal pública del GPS, pero esto no es un problema para los GPS de los coches.

En los navegadores para vehículos, la localización aparece como indicador sobre un mapa de carreteras. Pueden aparecer gasolineras, zonas de velocidad reducida, radares, etc. Estos puntos de interés (PDI) están grabados en una base de datos que puede actualizarse por Internet. Además calcula la mejor ruta, aunque no es posible localizar a nadie solo a través de un navegador. También sirve para evitar atascos y errores al calcular las rutas.

Satélite: ciencia ficción hecha realidad

Arthur C. Clarke en 1945, publicó un artículo científico titulado "Repetidores extraterrestres". En este artículo Clarke proponía el uso de satélites como repetidores para que las emisoras de televisión pudieran tener una cobertura mundial. Entonces solo existían los satélites naturales: las lunas.
En 1957 los soviéticos pusieron en órbita el primer satélite artificial, el Sputnik I. Por la competencia que EE.UU tenia con Rusia, hizo que los norteamericanos pensaran en satélites de comunicaciones que diesen la vuelta a la Tierra cada 24h, como dijo Clarke. Si además su órbita se sitúa sobre el ecuador, entonces esos satélites se ven desde la tierra siempre en el mismo punto del cielo, con la gran ventaja de que las antenas parabólicas que apuntan hacia ellos pueden estar fijas.
Un satélite tiene que estar a una altura de 35.786 km para mantenerse en esa órbita geoestacionaria y girar con la misma velocidad con la que rota la Tierra.
El 20 de julio de 1969, 500 millones de personas de todo el mundo siguieron en directo la retransmisión de los primeros pasos de un ser humano sobre la Luna, gracias a que pocos días antes se había completado el primer sistema global de comunicaciones por satélite.

Como homenaje hoy se conoce como "órbita Clarke", a la órbita geostacionaria en la que circulan también satélites meteorológicos, de comunicaciones y militares, pero no los de localización por GPS.
Google Earth cambina imágenes de la Tierra obtenidas desde satélites con fotografías aéreas y con representaciones en 3D de datos de información geográfica. Esta última tecnología, la de los Sistemas de Información Geográfica (GIS), representan bases de datos sobre mapas digitales cuyo análisis tiene múltiples aplicaciones.

Compartir la propiedad intelectual

Antes llevar miles de canciones en el bolsillo parecía un sueño imposible, hoy se puede gracias al MP3.
La industria musical ha cambiado por la revolución iniciada en Internet por los amantes de la música. Las tecnologías que han hecho posible el cambio son la digitalización y la comprensión.

Digitalización: digitalizar sonido o vídeo tiene una gran ventaja: cada copia es un clon idéntico al original, mientras que con cada copia sucesiva de una cinta analógica se pierde calidad.
Para guardar un texto en un ordenador basta con traducir letras a bytes usando el código ASCII.
No es tan fácil convertir el sonido (analógico) en una ristra digital. La señal analógica es una onda continua, que vemos como una curva. Al convertirla a digital lo que hacemos es tratar de reproducir esa curva con barras verticales que representan muestras de audio tomadas cada cierto tiempo. Cuantas más muestras haya por segundo y cuanto más precisa sea cada muestra, la versión digital será más fiel a la analógica.
Los CD de música almacenan las canciones en archivos con estos parámetros y sin comprimir.

Comprensión: pero esos archivos son muy grandes, así, en un CD de 700 megabytes caben 80 minutos de música. La solución fue el MP3, un formato comprimido de música digital que descarta los sonidos que el oído humano medio no puede percibir y los que no se oyen cuando suenan al mismo tiempo otros.
El algoritmo de MP3 consigue reducir 11 veces el tamaño del archivo y mantiene casi la misma calidad de sonido de un CD.
En 1998 un estudiante universitario de 18 años creó Napster, un programa de intercambio de archivos basado en la tecnología P2P (peer-to-peer), cuyo significado es "comunicación entre iguales".
En Internet los ordenadores se comunican por lo general a través de servidores centrales: para compartir un archivo, un usuario tendría que subirlo a un servidor y otro descargarlo de allí. Con el P2P pueden enviarse los archivos directamente.
Esto abrió la vía de compartir a escala global, incluso material protegido con cpyright, lo que abrió una batalla legal y las discografías consiguieron que los jueces cerraran Napster.
Pero surgieron nuevas redes P2P como aDonkey, BitTorrent o Ares. Las redes P2P están cambiando las reglas de la televisión mucho más que la transición a la TDT.

Almacenamiento digital de la información

La forma más cómoda de llevar información es el llavero de memoria (pen drive).

En su interior hay un chip, formado por multitud de celdas que funcionan como diminutos interruptores con dos posiciones: on y off, que equivalen a 0 y 1 en sistema binario. Así, cada casilla almacena un bit de memoria. Un bit es la cantidad mínima de información, pero es muy raro verlos en solitario. En nuestro ordenadores, los bits están agrupados en octetos llamados bytes.

Con los 8 bits de un byte pueden representarse 256 valores en sistema binario. Y con estos 256 caracteres diferentes, los occidentales tenemos más que suficiente para escribir cualquier cosa. El código ASCII se usa para almacenar documentos de texto en la memoria y en los discos. El código ASCII traduce en un solo carácter cada uno de los 356 posibles valores binarios de un byte.
Los ordenadores, teléfonos,navegadores GPS, iPods, etc., son artistas del puntililsmo. En sus pantallas, una imagen es un cuadro de diminutos puntos llamados píxeles. El realismo de la imágen depende de la cantidad de información usada para colorear cada píxel. Lo mínimo es 1 bit por píxel: dos colores, blanco y negro. Con 1 byte podemos representar 256 tonos diferentes para cada píxel y eso es suficiente para visualizar una fotografía. Si queremos ver la foto en color necesitamos 3 bytes por píxel, uno para cada color primario, así tenemos 256 posibles tonos para cada uno.

Para visualizar ymandar fotos por Internet se suelen guardar en JPG, un formato que comprime el tamaño del archivo entre 10 y 20 veces con una pérdida de calidad aceptable, usando un complejo algoritmo.
También se pueden perder datos al comprimir música en MP3 o películas en DivX: estos formatos descartan información redundante. En cambio, para documentos de textos se usan formatos de compresión sin pérdida de datos, como el ZIP.

Ordenador: problemas complejos, decisiones simples

Nos preguntamos si ya los ordenadores pueden pensar y si han superado a su creador, el cerebro humano. Pero la diferencia sigue siendo la misma, el cerebro es mucho más complejo. El ordenador resuelve el problema dividiéndolo en tareas más simples, pero un ordenador hace mucho más que ordenar. La palabra ordenador viene del francés ordinateur que es la traducción del inglés computer, que es el nombre de los especialistas en hacer cálculos numéricos.
En 1936, Alan Turing, pensó en una computadora que lograría resolver todo tipo de problemas que pudiera traducirse en términos matemáticos y luego reducirse a una cadena de operaciones lógicas con números binarios en las que solo cabían dos decisiones: verdadero o falso. Así había nacido el ordenador digital. Tras la 2ª Guerra Mundial, Turing creó uno de los primeros ordenadores como los actuales, digital y también programable: podía usarse para muchas cosas con solo cambiar el programa.
Los ordenadores han seguido duplicando su potencia de cálculo cada año y medio. Por muy rápido que sea ahora un PC, para usarlo todavía hay que esperar cerca de un minuto mientras arranca.
Turing creía que los ordenadores sí podían llegar a pensar y, con el programa adecuado, hacer cosas como chatear sin que pudiéramos distinguir si nuestro interlocutor era una persona o un ordenador, Test de Turing.

Con 40 años Turing había abierto el campo de la Inteligencia Artificial, pero fue condenado y para evitar la cárcel se sometió a un tratamiento hormonal. 2 años después murió tras morder una manzana envenenada con cianuro, una marca de ordenadores adoptó como símbolo una manzana arco iris como homenaje.

Chatbot es un programa que está diseñado para simular una conversación inteligente con humanos. Pero nungino lo hace tan bien como para superar el test de Turing.
http://www.cleverbot.com/
El software de los ordenadores es el manual de instrucciones que permite convertir un problema, una tarea, en una gran cantidad de operaciones matemáticas sencillas, que se calculan a gran velocidad. Los programas y juegos están en el primer eslabón de esa cadena: convierte nuestras acciones y deseos en tareas aún muy complejas que realiza el sistema operativo.

Algunos programas necesitan funciones que no tienen el sistema y se le añaden instalando más bibliotecas o unos módulos llamados plug-ins.
Las funciones del sistema o las añadidas convierten cada tarea en una larguísima serie de instrucciones que son específicas para el hardware.

El sistema operativo se relaciona con los dispositivos anteriores a través de otro software, los controladores. Esta estructura encadenada hace que un programa pueda ejecutar sin problemas en muchos ordenadores distintos, pero compatibles. El software aparece como algo casi independiente del hardware. La cadena de instrucciones sigue dentro de los dispositivos y periféricos del ordenador. Cada uno de esos contiene un pequeño ordenador que controla sus motores y circuitos electrónicos mediante otro programa tan ligado a los componente electrónicos, firmware. Ya un ordenador, gracias a programa de minería de datos, que analizan múltiples variables y sus relaciones, pueden tomar decisiones, y sus decisiones son más acertadas.