Seguridad Informática · 2.º SMR · Unidad 3Gestión de los dispositivos de almacenamiento y seguridad de los datos

Material práctico de clase

Sesión 1. Apartados 3.2, 3.3 y 3.5: dispositivos, tipos de almacenamiento, almacenamiento extraíble y protocolos en red.

Carrera de dispositivos

Apartado 3.2.1 · Cuadro 3.1 · Rendimiento del dispositivo

Elige qué quieres copiar y compara cuánto tardaría cada dispositivo a su velocidad nominal.

Ojo con las unidades. 1 byte = 8 bits. Las velocidades de USB, HDD y SSD se suelen dar en MB/s (megabytes) y las de redes y discos ópticos en Mbps (megabits). Aquí ves las dos. La escala de las barras es logarítmica: si no, la disquetera no cabría en la pantalla.

Clasificador de almacenamiento

Apartado 3.3 · Actividad propuesta 3.1

Clasifica cada elemento según sus características (primario/secundario), su tipo de acceso (aleatorio/secuencial) y si es volátil.

ElementoPrimario o secundarioTipo de accesoVolátil

¿Qué almacenamiento elegirías?

Apartados 3.3.1 y 3.3.2 · Cuadro 3.2

Piensa en rendimiento, capacidad, seguridad y durabilidad.

Lo que ve un atacante en la red

Apartado 3.5.3 · Protocolos de almacenamiento en red

Envía un archivo a un servidor y mira lo que vería alguien que captura el tráfico de la red (como haría con Wireshark).

Esperando tráfico...

Resumen de protocolos

ProtocoloPuerto¿Cifra?Dónde se usa
FTP21 (control) y 20 (datos)NoTransferencia clásica de archivos. Existe la variante FTPS (FTP + TLS).
SFTP22Sí (SSH)Transferencia segura de archivos. Va dentro de SSH, no es FTP con TLS.
HTTPS443Sí (TLS)Web, nubes, interfaces de administración de un NAS.
NFS2049OpcionalLinux/Unix. En NFSv4 se puede cifrar con Kerberos (krb5p).
SMB / CIFS445OpcionalCarpetas compartidas de Windows. SMB 3 permite cifrado.
AFP548NoAntiguo de Apple; macOS ya usa SMB por defecto.
WebDAV80 / 443DependeCifra solo si va sobre HTTPS.

El pendrive del aparcamiento

Apartado 3.5.2 · Actividad propuesta 3.3 · USB baiting

Te encuentras un pendrive en el aparcamiento de la empresa con una etiqueta que pone NÓMINAS 2026 - CONFIDENCIAL. ¿Qué haces?

Sesión 2. Apartado 3.4: almacenamiento redundante, distribuido y sistemas RAID. Sigue las tarjetas en orden: teoría, paridad, simulador, ejercicios y práctica en Linux.

1. ¿Qué es un RAID?

Apartados 3.4.1, 3.4.2 y 3.4.3

Un RAID (redundant array of independent disks) junta varios discos físicos para que el sistema operativo los vea como un único disco. Según cómo se repartan los datos se consigue más velocidad, más seguridad ante averías o un equilibrio de ambas. Se basa en tres técnicas:

Striping (franjas)

El archivo se trocea en bloques y cada bloque va a un disco distinto. Se lee y escribe en todos a la vez, así que es más rápido. Por sí solo no protege nada.

Mirroring (espejo)

Todo lo que se escribe en un disco se escribe idéntico en otro. Si uno falla, el otro tiene todo. Se pierde la mitad del espacio.

Paridad

Un bloque extra calculado con la operación XOR a partir de los datos. Si se pierde un bloque, se puede recalcular con el resto. Ocupa mucho menos que un espejo.

Vocabulario que vas a usar

Tolerancia a fallos

Cuántos discos pueden romperse sin perder datos.

Modo degradado

El RAID sigue funcionando con un disco roto, pero sin protección (o con menos). Hay que cambiar el disco cuanto antes.

Reconstrucción (rebuild)

Al poner un disco nuevo, el RAID rellena su contenido a partir de los demás. Puede tardar horas o días y los discos trabajan al máximo.

Hot spare

Disco de reserva instalado y sin usar. Si cae un disco, entra solo y empieza la reconstrucción sin esperar al técnico.

RAID por hardware o software

Por hardware lo gestiona una controladora dedicada; por software lo gestiona el sistema operativo (mdadm en Linux, Espacios de almacenamiento en Windows).

Discos iguales

Lo normal es usar discos del mismo tamaño. Si mezclas, cada disco aporta solo lo que mide el más pequeño.

Comparativa de niveles

NivelTécnicaMín. discosCapacidad útil
n discos de tamaño C
Fallos que aguantaLecturaEscrituraUso típico
RAID 0Franjas2n × C (100 %)0Muy altaMuy altaEdición de vídeo, archivos temporales
RAID 1Espejo2C (50 % con 2 discos)n − 1AltaComo un discoDisco del sistema en servidores
RAID 5Franjas + paridad repartida3(n − 1) × C1AltaMediaNAS, servidores de archivos
RAID 6Franjas + doble paridad4(n − 2) × C2AltaMedia-bajaArrays grandes, discos de mucha capacidad
RAID 10Espejos + franjas4 (par)n/2 × C (50 %)1 seguro, hasta n/2Muy altaAltaBases de datos, virtualización
RAID no es una copia de seguridad. RAID te protege de que se rompa un disco. No te protege de borrar un archivo sin querer, de un ransomware, de un incendio ni de un fallo de la controladora: el RAID copia el desastre en todos los discos al instante. Por eso el apartado 3.6 dice que la tolerancia a fallos no es una copia de seguridad.
Redundante frente a distribuido. El almacenamiento redundante duplica los datos en el mismo sitio (un RAID dentro de un servidor). El distribuido los reparte entre varios equipos o nodos de una red, y si cae uno, los demás siguen sirviendo los datos (por ejemplo, la nube).

2. Laboratorio de paridad: así se recupera un disco en RAID 5

La pieza clave del RAID 5 y el RAID 6

La paridad se calcula con la operación XOR (⊕) bit a bit. La regla es sencilla: el resultado es 1 si hay un número impar de unos y 0 si hay un número par.

Lo útil es que funciona al revés: si conoces todos los bloques menos uno, haciendo XOR del resto obtienes el que falta. Por eso un RAID 5 aguanta perder cualquier disco, pero solo uno.

ABA ⊕ B
000
011
101
110

Paso 1 · Guarda una palabra en un RAID 5 de 4 discos

Cada letra es un byte (8 bits, código ASCII). En cada franja hay 3 bloques de datos y 1 de paridad, y la paridad cambia de disco en cada franja para repartir el trabajo.

Paso 2 · Rompe un disco y reconstrúyelo

Haz clic en un disco para averiarlo y después pulsa reconstruir. Verás la cuenta que hace la controladora.

Paso 3 · Ahora calcula tú (con papel)

a) Calcula la paridad de estos tres bloques de 4 bits:

Paridad =

b) El disco 2 ha muerto. Recupera su bloque con los que quedan:

Disco 2 =

3. Simulador de averías

Apartado 3.4.3 · Compara todos los niveles

Configura el array y haz clic en un disco para provocar una avería (vuelve a hacer clic para sustituirlo). Prueba a romper discos en cada nivel y comprueba cuáles sobreviven.

A1 dato A1 copia espejo Ap paridad P Aq paridad Q
Retos para clase: (1) Rompe un disco en RAID 0: ¿qué pasa? (2) En RAID 10 con 4 discos rompe dos discos que sobrevivan y dos que no. (3) ¿Cuántos discos puedes romper en un RAID 1 de 4 discos? (4) Con 6 discos de 4 TB, ¿qué nivel da más espacio aguantando 2 averías?

4. Ejercicios de capacidad y tolerancia

Se generan al azar · Pulsa "Nuevo ejercicio" las veces que quieras

5. ¿Qué RAID montarías?

Casos reales

6. Práctica: crear y reparar un RAID 5 en Linux

Actividad propuesta 3.2 · Terminal simulada con mdadm

Tienes una máquina Ubuntu con el sistema en /dev/sda y cuatro discos vacíos de 20 GB: sdb, sdc, sdd y sde. Escribe los comandos en la terminal siguiendo las misiones. Si te atascas, pulsa Pista. Con la flecha ↑ recuperas comandos anteriores.

  alumno@servidor: ~

        
alumno@servidor:~$
Discos de la máquina
Misiones

    Cómo leer /proc/mdstat

    [3/3] [UUU] significa que el array necesita 3 discos y hay 3 funcionando; cada U es un disco activo (up). Un guion bajo indica un hueco: [3/2] [U_U] es un RAID degradado al que le falta el segundo disco. (F) marca un disco averiado (failed).

    ¿Y en Windows? En Windows 10/11 Pro se usa Espacios de almacenamiento (Panel de control → Espacios de almacenamiento → Crear un grupo y un espacio) eligiendo la resistencia Paridad, que equivale a RAID 5. El volumen RAID-5 clásico de Administración de discos (discos dinámicos) solo está en Windows Server; en las versiones de escritorio solo aparecen distribuido (RAID 0) y reflejado (RAID 1).

    Sesión 3. Apartado 3.6: copias de seguridad, programación, recuperación, cifrado y esteganografía.

    Auditor de la regla 3-2-1

    Apartado 3.6.1 · Actividad propuesta 3.4

    Diseña la estrategia de copias de una pequeña empresa. Añade copias y el auditor te dirá si cumples la regla.

    Escenarios:

      Constructor de crontab

      Apartado 3.6.3 · Entorno Linux (cron + rsync)
      
          

      Admite *, números, listas 1,3,5, rangos 1-5 e intervalos */15. Día de la semana: 0 y 7 = domingo, 1 = lunes.

      Retos: escribe los 5 campos de tiempo

      Cifrado frente a esteganografía

      Apartado 3.6.5 · Encriptación y ocultación de datos · Actividad propuesta 3.5

      Criptografía (AES-256 real)

      El mensaje se vuelve ilegible. Todo el mundo ve que hay algo secreto, pero sin la clave no se puede leer.

      
            

      Esteganografía (LSB)

      El mensaje se esconde en el bit menos significativo de cada color de la imagen. A simple vista la foto es idéntica: nadie sospecha que hay algo.

      
            
      Original
      Con mensaje oculto
      Diferencias amplificadas ×255
      Usa siempre PNG: el JPG comprime con pérdidas y destruye los bits ocultos con este método. Steghide sí trabaja con JPG porque esconde los datos de otra forma (en los coeficientes de compresión) y además los cifra con una contraseña.

      Comandos de referencia

      # Steghide (Windows, Linux, macOS)
      steghide embed   -cf imagen.jpg -ef archivo.txt   # ocultar (pide contraseña)
      steghide extract -sf imagen.jpg                   # extraer
      steghide info    imagen.jpg                       # ¿tiene algo dentro?
      
      # LUKS en Linux (¡borra la partición!)
      sudo cryptsetup luksFormat /dev/sdb1
      sudo cryptsetup open /dev/sdb1 datos
      sudo mkfs.ext4 /dev/mapper/datos
      sudo mount /dev/mapper/datos /mnt/seguro

      Recuperación de datos: ordena los pasos

      Apartado 3.6.4

      Un compañero acaba de borrar sin querer la carpeta de proyectos de un HDD y ha vaciado la papelera. Ordena lo que debería hacer (usa las flechas).

        Reto final de la unidad

        Las preguntas y las respuestas salen en orden aleatorio