Técnicas Clássicas

1. Técnicas Clássicas

2. Técnicas Clássicas • Mecanismos anteriores à era da informática • As técnicas: • Esteganografia • Técnicas de substituição • Técnicas de transposição • Esteganografia: tem por objetivo esconder mensagens dentro de outras mensagens • Alguns exemplos • Marcação de caracteres • Tinta invisível • Uso de bits não significativos

3. Esteganografia Observe os finais das frases: Dear George, Greetings to all at Oxford. Many thanks for your letter and for the Summer examination package. All Entry Forms and Fee Forms should be ready for nal dispatch to the Syndicate by Friday 20th or at the very latest, I'm told, by the 21st. Admin has improved here, though there's room for improvement still; just give us all two or three more years and we'll really show you! Please don't let these wretched 16+ proposals destroy your basic O and A pattern. Certainly this sort of change, if implemented immediately, would bring chaos. Sincerely yours, http://www.spammimic.com/encode.shtml

4. Definições • Técnicas de substituição e transposição: introduzem o conceito de criptossistema • Criptossistema: cinco-tupla {P,C,K,E,D}, onde • P é conjunto de possíveis textos planos • C é o conjunto de possíveis textos cifrados • K é conjunto de possíveis chaves • E é a regra de cifragem (encriptação) • D é a regra de decifragem (decriptação)

5. Definições K K E D P P C • Em outras palavras: • P é a informação (mensagem) que se deseja proteger • E é o procedimento que irá “embaralhar” P de forma a ocultar seu conteúdo • K é um parâmetro (chave) utilizado por E e D • C é o resultado do “embaralhamento” de P • D é o procedimento que irá desembaralhar C, de forma a obter P novamente

6. Definições • As operações D e E são mutuamente reversíveis, de forma que: • D(E(P)) = P • E(D(P)) = P ... o que se faz com uma, se desfaz com outra quando ambas utilizam a chave K adequada

7. Técnicas de Substituição • Exemplos de técnicas de substituição: • Cifrador de César • Cifradores monoalfabéticos • Cifrador de Playfair • Cifrador de Vigenère • Exemplos de técnicas de transposição: • Cerca • Transposição colunar

8. Cifrador de César • Substitui cada letra pela terceira à direita 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 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 • Exemplo: P = cifrador C = FLIUDGRU

9. Cifrador de César E(P) = (P + 3) mod 26 D(P) = (P - 3) mod 26 • Podemos adaptar o cifrador César parametrizando a substituição. Ao invés de fazermos um deslocamento fixo (3 à direita), podemos fazer um deslocamento K variável. Esta adaptação é chamada de cifrador de César genérico.

10. Cifrador de César genérico E(P) = (P + K) mod 26 D(P) = (P - K) mod 26 • K pode assumir valores entre 1 e 25 (valores acima desta faixa serão redundantes)

11. Técnicas Clássicas • Cifradores monoalfabéticos: fazem substituições arbitrárias das letras do alfabeto 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 F M N K A P I V L Z D O H J S X W Q B Y C E F G T U P = t e c n i c a C = Y A N J L N F • Há 26! possíveis alfabetos de substituição

12. F E C H A D O Cifrador de Playfair • Distribuição das letras do alfabeto em uma matriz 5x5 • Passos iniciais: • escolher uma palavra-chave (caso haja repetições, fazer substituição por outra letra) e colocá-la na matriz. Ex.: FECHADO

13. F E C H A D O B G I/J K L M N P Q R S T U V W X Y Z Cifrador de Playfair • Completar a matriz com o resto do alfabeto (seguindo a ordem). As letras I e J ocupam o mesmo lugar.

14. Cifrador de Playfair • Dividir o texto plano em pares (havendo letras iguais em um dos pares, substituir uma delas por outra letra). Ex.: P = SISTEMAS P: SI ST EM AS • Regras de cifragem (para cada par): • Se na mesma linha, substituir pela letra à direita (lista circular) • Se na mesma coluna, substituir pela letra abaixo (lista circular) • Senão, substituir pela letra que está na mesma linha e na mesma coluna da outra

15. Cifradores polialfabéticos: cifrador de Vigenère • As substituições são feitas utilizando-se vários alfabetos • Exemplo: cifrador de Vigenère • A chave é formada por letras que identificam qual alfabeto está sendo utilizado para cifrar determinada letra do texto plano • Normalmente a chave é a repetição de uma palavra-chave que possui tamanho inferior ao do texto plano

16. Cifrador de Vigenère Palavra-chave: “grito” K: GRITOGRITOGRITOGRITOGRITO P: VAMOSATACARAMANHASEMFALTA C: BRUHGGKIVOXRUTBNRAXALRTMO

18. Cifrador de Vernam • Utiliza a reversibilidade da função XOR • C = P  K • P = C  K K:10011100111 P:01011110001 C:11000010110 K:10011100111 P:01011110001

19. Cifrador de Vernam • Caso a chave seja totalmente aleatória e do tamanho do texto plano, o cifrador torna-se matematicamente inquebrável

20. Técnicas de Transposição

21. Técnicas de Transposição • O texto plano é embaralhado aplicando-se transposições diversas • Exemplos • Cerca • Transposição colunar

22. Cerca • Intercalação do texto em “altos e baixos” • O texto cifrado é gerado unindo-se a a parte “alta” com a parte “baixa” P: tecnica da cerca t c i a a e c (“parte alta”) e n c d c r a (“parte baixa”) C: tciaaecencdcra

23. Transposição colunar • O texto plano é disposto em uma matriz linha a linha • A chave é a ordem das colunas 72384615 esteaqui ehotexto planoque queremos transpor C:utuooshlurtoaeaaeoesioesrqxqmpeepqtetnrn