Cifras Clássicas

SPSATD

José Pedro B. Gouveia P. Pinto Nº10252

Introdução

A criptografia é uma ciência muito antiga.

Os exemplos mais antigos de criptografia vêm do velho reino do Egipto.

Muitas vezes utilizada em textos religiosos.

As cifras clássicas são cifras que actualmente caíram em desuso.

Introdução

Na maioria dos casos estas cifras eram utilizadas manualmente ou através de dispositivos mecânicos simples.

Este grupo de cifras também engloba algumas cifras que eram utilizadas através de dispositivos electromecânicos mais avançados.

Geralmente operam sobre as letras de um alfabeto.

Introdução

Dividem-se em dois grupos:

Substituição Monoalfabética Poli-alfabética

Transposição

Historicamente foram mais utilizadas as cifras de Substituição.

Atbash, Albam e Atbah

Utilizadas para codificar textos religiosos hebraicos antigos.

Utilizadas provavelmente entre 600-500 a.C..

São cifras de substituição monoalfabéticas muito simples.

Atbash, Albam e Atbah

Atbash consiste basicamente em “inverter” o alfabeto.

Albam consiste em avançar 13 posições no alfabeto.

Atbah utiliza um critério de substituição pré-definido para a codificação.

Atbash, Albam e Atbah

AtbashA B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

AlbamA B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M

AtbahA B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

I H G F N D C B A R Q P O E M L K J Z Y X W V U T S

Cifra de César

Também conhecida por cifra de troca ou código de César.

O seu nome teve origem numa técnica semelhante utilizada por Júlio César.

Consiste na substituição das letras das mensagem pelas letras que se encontram um número fixo de vezes a frente no alfabeto.

Esta cifra é muito vulnerável à análise de frequência ou ate mesmo a ataques de força bruta.

Cifra de César

Cifra de César originalTexto limpo A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

Criptograma D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

Desconhece-se até que ponto esta cifra era segura no tempo de César

Os primeiros registos da utilização de cripto-análise para quebrar esta cifra vêm do século IX com o aparecimento da analise de frequência

Mesmo assim esta cifra foi utilizada durante muito tempo, e é ainda utilizada periodicamente.

Cifra de Alberti

Foi a primeira cifra poli-alfabética.

Desenvolvida por Leone Battista Alberti em 1470.

Era uma cifra revolucionária para a altura.

Consiste na aplicação alternada de duas cifras de César ao texto limpo.

A mudança de cifra é marcada pela utilização de uma letra maiúscula na primeira letra que é codificada com o novo alfabeto de substituição.

Cifra de AlbertiCifra de AlbertiTexto limpo A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

1º alfabeto D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C

2º alfabeto N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M

Criptogramad

e f g h S t u v w x y z Q r s t u v w x I j k l m

Esta cifra é vulnerável à análise de frequência se se conhecer a técnica da cifra.

Basta tratá-la com se fossem duas cifras de César

Cifra de Alberti

Mais tarde foi melhorada através do aumento do número de cifras de César usadas.

Foi também melhorada pela utilização de cifras mais seguras nomeadamente a cifras de Affine e cifras de Keyword.

Cifra de Vigenère

Descoberta inicialmente em 1553 por Giovan Batista e atribuída incorrectamente a Blaise de Vigenère no século XIX.

Utiliza uma chave de tamanho variável.

O número de substituições depende do tamanho da chave.

Cifra de Vigenère

Cifra de Vigenère – Chave = SEGREDO

Chave S E G R E D O S E G R E D O S E G R E D O S E G

Texto limpo

M E N S A G E M S E C R E T A E V I T A R L E R

Criptograma

W I T J E J S E W K T V H H S I B Z X D F D I X

Para principiantes esta cifra parece indecifrável, dai a sua classificação como le chiffre indéchiffrable.

Cifra de Vigenère

Por essa razão foi muito usada ao longo da história é frequentemente (e incorrectamente) classificada como inquebrável. Durante a guerra civil americana a cifra

de Vigenère foi utilizada pelo sul. Em 1868 Charles Lutwidge Dodgson

classificou-a como “a cifra inquebrável”. Em 1917 revista Scientific American

classificou-a com “impossível de quebrar”.

Cifra de Vigenère

Para quebrar é necessário descobrir o tamanho da chave, para isso pode-se utilizar: O teste de Kasiski. O teste de Friedman. O método da coincidência.

AutoKey

A verdadeira cifra de Vigenère.

Nesta cifra a mensagem é incorporada na chave.

Demorou cerca de 200 anos a ser quebrada.

AutoKey

Esta cifra também tem a desvantagem de estar sujeita a erros de sincronia.

Cifra de AutoKey

Chave S E G R E D O M E N S A G E M S E C R E T A E V

Texto limpo M E N S A G E M S E C R E T A E V I T A R L E R

Criptograma E I T J E J S Y W R U R K X M W Z K K E K L I M

AutoKey

Tem redundância.

Para decifrar basta conhecer um pouco da mensagem.

Se não se conhecer nenhuma parte de uma mensagem a descodificar deve-se tentar utilizar palavras comuns por exemplo o “que”.

Niilista

Foi incialmente utilizada por um grupo de terroristas niilista que estavam a planear assassinar a czar Russo por volta de 1880.

Utiliza um quadrado de Polybios para converter cada letra do texto limpo num par de números.

As letras da chave também são convertidas em números.

Niilista

Depois a codificação é realizada como na cifra de Vigenère.

Esta cifra é basicamente uma versão numérica da cifra de Vigenère, logo é vulnerável aos mesmos ataques.

Adicionalmente, pode extrair-se informação dos valores números.

Niilista

1 2 3 4 5

1 Z E B R A

2 S C D F G

3 H I K L M

4 N O P Q T

5 U V W X Y

D Y N A M I T E W I N T E R P A L A C E

23 55 41 15 35 32 45 12 53 32 41 45 12 14 43 15 34 15 22 12

N A R O D N I K N A R O D N I K N A R O

41 15 14 42 23 41 32 33 41 15 14 42 23 41 32 33 41 15 14 42

64 70 55 57 58 73 77 45 94 47 55 87 35 55 75 48 75 30 36 54

Niilista

Durante a segunda guerra mundial e a guerra fria versões muito mais fortes desta cifra foram utilizadas por espiões Russos.

Cripto-análise Análise de Frequência

É um tipo de cripto-análise que se baseia na análise da língua de origem da mensagem codificada: Identificação das letras mais frequentes.

Identificação dos padrões de letras mais frequentes.

Pode ser auxiliada pela exploração de características da língua.

Cripto-análise Análise de Frequência

É a técnica de Cripto-análise mais antiga.

Os primeiros registos desta técnica remontam ao século IX e foram escritos pelo erudito árabe Al-Kindi.

Pensa-se que esta técnica derivou do estudo do Alcorão.

Cripto-análise Análise de Frequência

A análise de frequência pode ser utilizada para quebrar facilmente cifras monoalfabéticas.

As cifras poli-alfabéticas requerem mais esforço, dependendo da cifra em questão.

Scytale

Dispositivo utilizado na Grécia antiga pelos espartanos.

Consistia em enrolar uma tira de couro a volta de uma vara.

A mensagem era escrita na tira.

Scytale

O resultado era o equivalente a uma cifra de transposição muito simples.

Para descodificar era apenas necessário enrolar a tira a volta de uma vara de diâmetro igual.

ADFGVX

Cifra de transposição.

Utilizada pelo exército Alemão durante a primeira guerra mundial.

Extensão da cifra ADFGX apresentada em 1918 pelo coronel Fritz Nebel.

Utiliza um quadrado de Polybios alterado para gerar texto intermédio.

ADFGVX

O texto intermédio consiste apenas em pares das letras A, D,F ,G ,V e X.

Esse texto é depois cifrado com uma cifra de colunas.

A D F G V X

A 8 p 3 d 1 n

D l t 4 o a h

F 7 k b c 5 z

G j u 6 w g M

V x s v i r 2

X 9 e y 0 f q

ADFGVX

Texto Limpo A T T A C K

Criptograma DV DD DD DV FG FD

Texto Limpo Criptograma

M A R K A K M R

D V D D V D D D

D D D V D V D V

F G F D G D F D

ADFGVX

Foi criada para codificar mensagens envidas em código morse.

Quebrada pelo tenente francês Georges Jean Painvin em 1918.

O método que Jean Painvin desenvolveu é uma técnica de análise estatística complexa que passa por comparar mensagens com cabeçalhos semelhantes.

FIM

Questões ?