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Luis Hernández Encinas
Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información
El DNIe
Luis Hernández Encinas
Dpto. Tratamiento de la Información y Criptografía (TIC)
Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información (ITEFI)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
C/ Serrano 144, 28006, Madrid
[email protected]
http://www.itefi.csic.es/es/personal/hernandez-encinas-luis
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Contenidos
• Criptografía y usos
• De clave secreta y de clave pública
• Autoridad de certificación y certificado digital
• DNI y DNIe
• Identificación de ciudadanos españoles
• DNI
• DNIe
• Soporte físico
• Soporte lógico
• Aplicaciones del DNIe: firma electrónica
• Lectura automática del DNIe
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Criptografía
y usos
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Criptografía de clave secreta
• El objetivo de la Criptografía es permitir que dos personas
se puedan intercambiar información de forma confidencial y
segura sin que sus adversarios puedan llegar a conocer tal
información.
• La Criptografía de Clave Secreta o criptografía simétrica
se caracteriza por utilizar la misma clave para cifrar y para
descifrar la información.
• La clave secreta es compartida únicamente por las dos
personas que se desean intercambiar mensajes cifrados.
• Existe el problema de acordar una clave para compartir si
ambas personas no pueden verse en persona.
• Las claves secretas tiene poca duración (días o semanas)
por motivos de seguridad y son cortas: entre 128 y 256 bis.
• DES, TripleDES, AES, etc.
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Criptografía de clave pública
• La Criptografía de Clave Pública (PKC) o criptografía
asimétrica se caracteriza por utilizar dos claves diferentes.
• Una de ellas, la clave pública, es conocida públicamente,
de modo que cualquier persona puede utilizarla para cifrar
un mensaje destinado al propietario de la clave.
• La segunda clave, la clave privada, es mantenida en
secreto por el receptor y es la que le permite descifrar los
mensajes que recibe.
• Las claves pública y privada están relacionadas entre sí,
pero de tal modo que obtener la clave privada a partir de la
clave pública supone resolver un problema matemático difícil
(computacionalmente).
• No hay problemas para compartir claves, tienen larga
duración (2-3 años) y son grandes (1024-2048 bits).
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• RSA, ECC, etc.
Cifrado y descifrado de datos
• Con clave secreta (K):
Cifrado del mensaje M con la clave K:
C K (M) = C
Descifrado del criptograma C con la clave K:
D K (C) = M
• Con clave pública k (y su correspondiente clave privada K):
Cifrado del mensaje M con la clave pública k:
C k (M) = C
Descifrado del criptograma C con la clave privada K:
D K (C) = M
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Firma digital o electrónica
• Elaboración de la firma electrónica para un mensaje M:
• El firmante calcula el resumen (hash) del mensaje M:
H (M) = m
• Calcula su firma cifrando el resumen del mensaje con su clave privada K:
C K (m) = s
• Hace público el mensaje y su firma:
(M, s)
• Verificación de la firma, s, de un mensaje M:
• El verificador calcula el resumen del mensaje M:
H (M) = m
• Obtiene la clave pública del firmante, k, y descifra su firma:
D k (s) = m
• Comprueba si el descifrado anterior coincide con el resumen del
mensaje.
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Ejemplo de clave pública
• RSA 2048: 2519590847 5657893494 0271832400
4839857142 9282126204 0320277771 3783604366
2020707595 5562640185 2588078440 6918290641
2495150821 8929855914 9176184502 8084891200
7284499268 7392807287 7767359714 1834727026
1896375014 9718246911 6507761337 9859095700
0973304597 4880842840 1797429100 6424586918
1719511874 6121515172 6546322822 1686998754
9182422433 6372590851 4186546204 3576798423
3871847744 4792073993 4236584823 8242811981
6381501067 4810451660 3773060562 0161967625
6133844143 6038339044 1495263443 2190114657
5444541784 2402092461 6515723350 7787077498
1712577246 7962926386 3563732899 1215483143
8167899885 0404453640 2352738195 1378636564
3912120103 9712282212 0720357 = p · q
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Autoridad de Certificación (AC)
• Una Autoridad de Certificación es una entidad de
confianza (de ámbito internacional, nacional o
privado) que posee una pareja de claves:
• Una clave pública que cifra datos (conocida
públicamente).
• Una clave privada que descifra datos -invierte el proceso
de cifrado- (mantenida en secreto)
y a la que se recurre para validar determinada
información, en general un certificado electrónico.
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Certificado digital: norma X.509
• El certificado digital X.509 está basado en:
• Criptografía de clave pública (criptosistema RSA)
• Firma digital (RSA con función resumen MD5 o SHA-1/-2)
Versión del certificado (v3)
Número de serie
Algoritmo (parámetros)
Emisor
Válido desde
Resumen (hash)
Válido hasta
Usuario (Asunto)
Clave pública (RSA)
Firma (huella) digital de la AC
La AC firma (cifra)
el resumen con
su clave privada
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Certificado digital X.509: verificación
• Calcular el resumen de los datos (función resumen)
• Verificar (descifrar) la huella digital de la AC
• Comprobar si ambos valores coinciden
Versión del certificado X.509
Número de serie
Algoritmo (parámetros)
Emisor
Resumen
Válido desde

Si
¿=?
Válido hasta
Resumen
Usuario (Asunto)
No
Clave pública (RSA)
Firma (huella) digital de la AC
El usuario verifica (descifra) la huella
digital con la clave pública de la AC11
Solicitud de certificado digital a la FNMT
IRPF
IRPF
DNI
Número FNMT
Firma
solicitud
clave pública
clave privada
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FNMT
Certificado
Nombre
Clave
Validez
Verificación
Solicitud
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Certificado digital X.509: contenido
• 4201332 certificados emitidos por la FNMT
• Campos, Propiedades y Extensiones
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DNI y DNIe
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Cédulas de identificación: 1931-1935
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Modelos de DNI: 1951-1990
Tarjeta 1951-1961
Tarjeta 1985-1991
Tarjeta 1962-1965
Tarjeta 1965-1980
Tarjeta Saharaui (1)
Tarjeta 1981-1985
Tarjeta Saharaui (2)
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Modelos de DNI: 1990-2000
Tarjeta Informatizada 1990
Tarjeta Informatizada 2000
Tarjeta Informatizada 1996
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Curiosidades
La numeración se asigna por provincias y equipos
• DNI 1: Francisco Franco Bahamonde
• DNI 2: Carmen Polo y Martínez Valdés
• DNI 3: Carmen Franco Polo
• DNI 4-9: sin usar
• DNI 10-99: Familia Real
• DNI 10: El Rey Don Juan Carlos I
• DNI 11: La Reina Doña Sofía
• DNI 12: La Infanta Elena
• DNI 14: La Infanta Cristina
• DNI 15: El Rey Don Felipe VI
Leyenda urbana:
El número del reverso es el de personas con el mismo nombre 18
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Modelos de DNIe
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DNIe: objetivos
•Identificación de ciudadanos
•Firma digital de documentos
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DNIe: descripción
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DNIe: soporte físico (1)
• Tarjeta de policarbonato (similar a las tarjetas de crédito)
con un chip criptográfico (nivel de seguridad: CC EAL4+,
Common Criteria; Evaluation Assurance Level).
• Chip con capacidad criptográfica y computacional
• Datos que contiene el chip:
• Filiación del ciudadano
• Imagen digitalizada de la fotografía y de la firma
manuscrita
• Plantilla de la impresión dactilar
• Datos criptográficos
• Aplicación Match on Card
• Certificado de autenticación del ciudadano X509v3
• Certificado de firma (no repudio) X509v3
• Certificado de la autoridad de certificación emisora
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DNIe: soporte físico (2)
• Tres niveles de seguridad en la parte física de la tarjeta:
• Nivel 1 de seguridad (perceptibles a simple vista)
• Hologramas y kinegramas, tintas ópticamente variables,
imagen láser cambiante, estructuras superficiales en relieve
• Nivel 2 de seguridad (equipos mecánicos y electrónicos)
• Fondo de seguridad (guilloches), tintas ultravioleta, infrarroja
y fluorescente, fotografía grabada con láser
• Nivel 3 de seguridad (perceptibles en laboratorio)
• Medidas criptográficas y biométricas
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DNIe: soporte físico (3)
Hologramas y
Kinegramas
Tintas ópticamente
variables (TOV)
Estructuras
superficiales en
relieve
Letras
detectables al
tacto
Tintas UV, IR y
fluorescente
Guilloches
Medidas
criptográficas
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Imagen láser
cambiante
Fotografía y firma
grabadas con láser
Medidas
biométricas
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DNIe: soporte lógico (1)
PRE-personalización de la tarjeta: FNMT y DGP
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DNIe: soporte lógico (2)
• Renovación del DNIe en una comisaría de policía o equipo:
• Identificación del ciudadano
• Actualización de sus datos personales
• Captura de foto y firma manuscrita
• Impresión de los datos en la tarjeta
• Verificación de la autenticidad mutua de tarjeta y equipo
• Generación de las claves y certificados
• Almacenamiento de las mismas en el DNIe
• Entrega del DNIe y de la contraseña en sobre opaco
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DNIe: soporte lógico (3)
• Cambio de clave (PIN)
• Renovación de certificados
• Revocación de certificados (lista de certificados
revocados)
• DNIe para menores
• DNIe 3.0:
• Emitido desde enero de 2015
• Dotado con tecnología NFC o de comunicación en
campo cercano (Near Field Communication)
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Cambio de PIN
Para cualquier aplicación se debe tener instalado el
Certificado de la DGP y el módulo de seguridad PKCS#11.
Cambio de PIN
Mediante el PUK (Personal Unblocking Code) en los puestos
de expedición: la huella dactilar
Accediendo por Internet mediante la aplicación adecuada:
http://www.dnielectronico.es/descargas/index.html
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Cambio de PIN por internet
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Usos del DNIe
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Firmas con el DNIe
• VALIDe (VALIdación de firma y certificados online y
Demostrador de servicios de @firma.)
• https://valide.redsara.es/valide/
• Cliente de firma
• Ecofirma
• Adobe Acrobat/Reader
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Lectura
automática
del DNIe
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Información del reverso del DNIe
Los datos del reverso permiten la lectura por escáner (OCR-B)
de algunas características del DNI-e y verificar de forma
rápida la corrección de los datos leídos (uso de dígitos de
control)
IDESP12345678?D0<<<<<<<<<<<<<<<
IDESPAAA987654D112345678?<<<<<<
301020D2M070809D3ESP<<<<<<<<<<D
DETAL<YCUAL<<FULANITO<<<<<<<<<
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Reverso del DNIe: la letra
IDESPAAA987654D112345678?<<<<<<
•
•
•
•
Tipo de documento: ID
País: ESP
Identificación del soporte (IDESP): AAA987654
Número del DNI: 12345678
Determinación de la letra (?) del DNI para obtener el NIF.
Resto de la división del DNI entre 23 según la tabla siguiente:
0:T
8:P
16:Q
1:R
9:D
17:V
2:W
10:X
18:H
3:A
11:B
19:L
4:G
12:N
20:C
5:M
13:J
21:K
6:Y
14:Z
22:E
7:F
15:S
DNI: 12345678 = 23·536768 + 14
Letra: 14  Z
NIF: 12345678Z
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DNIe: dígito de control 1
IDESPAAA987654D112345678Z<<<<<<
301020D2M070809D3ESP<<<<<<<<<<D
DETAL<YCUAL<<FULANITO<<<<<<<<<
• Identificación de la Tarjeta: AAA987654 = a1 a2 … a9
D1 = ∑i=0…2 (7·a3i+1 + 3·a3i+2 + 1·a3i+3) (mod 10)
= 7·0 + 3·0+ 1·0 + 7·9 + 3·8 + 1·7 + 7·6 + 3·5 + 1·4
= 148 (mod 10) = 10·14 + 8  8
IDESPAAA987654812345678Z<<<<<<
301020D2M070809D3ESP<<<<<<<<<<D
DETAL<YCUAL<<FULANITO<<<<<<<<<
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DNIe: dígitos de control 2 y 3
•
301020D2M070809D3ESP<<<<<<<<<<D
Fecha de nacimiento (aammdd): 301020 = b1 b2 ... b6
•
Dígito de control nacimiento: D2
D2 = ∑i=0,1 (7·b3i+1 + 3·b3i+2 + 1·b3i+3) (mod 10)
= 7·3 + 3·0 + 1·1 + 7·0 + 3·2 + 1·0 =28(mod 10)=10·2 + 8  8
• Sexo (M/F): M
• Fecha de caducidad (aammdd): 070809 = c1 c2 ... c6
•
Dígito de control fecha de caducidad: D3
D3 = ∑i=0,1 (7·c3i+1 + 3·c3i+2 + 1·c3i+3) (mod 10)
= 7·0 + 3·7 + 1·0 + 7·8 + 3·0 + 1·9 =86 (mod 10)=10·8 + 6  6
3010208M0708096ESP<<<<<<<<<<<D
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Empleo del DNIe: dígito de control
IDESPAAA987654812345678Z<<<<<<
3010208M0708096ESP<<<<<<<<<<<D
• Dígito de control del carnet: D
0009876548123456782530102080708096 = e1 … e33
D = ∑i=0…10 (7·e3i+1 + 3·e3i+2 + 1·e3i+3) (mod 10)
= D0 + 7·8+3·1+1·2+7·3+3·4+1·5+7·6+3·7+1·8+7·25+3·3+1·0
+7·1+3·0+1·2+7·0+3·8+1·0+7·7+3·0+1·8+7·0+3·9+1·6
= 485 (mod 10) = 10·48 + 5  5
IDESPAAA987654812345678Z<<<<<<
3010208M0708096ESP<<<<<<<<<<<5
DETAL<YCUAL<<FULANITO<<<<<<<<<
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Empleo del DNIe
• Software
• Descargar software e instalar
(http://www.dnielectronico.es/descargas/index.html)
• Certificado de la Autoridad de Certificación de la DGP
• Importar (y exportar) el certificado
• Hardware: lector de tarjetas (ISO 7816)
• Servicios disponibles
http://www.dnielectronico.es/servicios_disponibles/serv_disp_age.html
• Futuro
•
•
•
•
Certificaciones
Factura electrónica
Firma de contratos
Etc.
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Bibliografía
•J. Crespo Sánchez, J. Espinosa García, L. Hernández Encinas, H. Rifá
Pous, M. Torres Hernández, Hacia una nueva identificación electrónica del
ciudadano: el DNI-e, Actas de la IX Reunión Española de Criptología y
Seguridad de la Información (IX RECSI), 548-561, Barcelona, 2006.
•W.
Feghhi, J. Feghhi and P. Williams, Digital certificates. Applied Internet
Security, Addison-Wesley, Reading, MS, 1999.
•V.
Gayoso Martínez, L. Hernández Encinas y A. Martín Muñoz, La tarjeta
de identidad española como método de autenticación en redes sociales,
VII Congreso Iberoamericano de Seguridad Informática (CIBSI 2013),
Actas 16-26, ISBN: 978-9962-676-43-0, Ciudad de Panamá (Panamá),
Octubre, 2013.
•V.
Gayoso Martínez, L. Hernández Encinas, A. Martín Muñoz, and J.I.
Sánchez García, Identification by means of a national ID card for wireless
services, Global Wireless Summit 2013, Proc. 5 pp., ISBN: 978-87-9298252-0, Atlantic City (USA), June 24–27, 2013.
•W. Stallings, Cryptography and network security, 2nd. ed., Prentice Hall,
1999.
39
Muchas gracias
¿Preguntas?
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