A ESTRUTURA, CONCEITO E FUNDAMENTAÇÃO

1. DISSERTAÇÃO

5.1 ESTRUTURA, CONCEITO E FUNDAMENTAÇÃO

Criptografia é o estudo dos princípios e técnicas pelas quais uma informação pode ser transformada de seu caráter original em outra ilegível, exceto se for conhecida a chave que a decodifica. Tem quatro objetivos principais, quais sejam, confidencialidade da mensagem, integridade da mensagem, autenticação do remetente, podendo o destinatário identificar se aquele é quem diz ser, e, finalmente, irretratabilidade do remetente, que não poderá a autoria da sua mensagem.

Já a criptoanálise se dedica a estudar formas de decodificar uma mensagem secreta sem conhecer a chave de segurança, quebrando o seu código a cifra.

Cifra é um ou mais algoritmos que cifram ou decifram um texto, trabalha com o significante - que é a forma, da representação da mensagem, podendo ser letras, grupos de letras ou, atualmente, bits.

As cifras se dividem entre dois tipos principais: cifras de transposição e cifra de substituição. Nos ateremos a esta última.

A cifra de substituição que opera com letras isoladas, é denominada cifra de substituição simples.  Quando opera com grupos de letras chama-se cifra de substituição poligráfica. Uma cifra monoalfabética usa uma só substituição fixa na mensagem inteira e pode ser monogâmica, poligâmica ou tomogâmica, enquanto uma cifra polialfabética usa mais que uma.

A cifra de Vigenère é uma técnica criptográfica por análise de frequência de substituição polialfabética, em que cada letra do texto claro é substituída por outra letra na mensagem cifrada, geralmente cifras de substituição monoalfabéticas consistentes nas 26 cifras de César, com 26 possíveis deslocamentos, ou seja, na primeira linha o alfabeto permanece normalmente escrito, na próxima linha usa uma cifra de César para mover o alfabeto uma posição (figura 2).

Considera-se a cifra de César – criada por Julio César, o método mais fácil de cifra de substituição, onde substitui-se cada letra por outra que fica exatamente três posições adiante.

A modalidade de cifra Vigenère surgiu a partir da necessidade de manutenção de sigilo mais severa em meados do século XV, que eram facilmente decifradas pela simplicidade da codificação praticada à época.

Assim, por volta de 1465, o italiano Leone Battista Alberti iniciou o desenvolvimento de um sistema de cifragem que não conseguiu concluir. Em 1553, Blaise de Vigenère aperfeiçoou a ideia, dando origem a uma nova cifra, que acabou por receber seu nome. No entanto, existem relatos de que a cifra encontra-se originalmente descrita por Giovan Batista Belaso no seu livro datado do mesmo ano com o título “La cifra del. Sig. Giovan Batista Belaso”.

A cifra de Vigenère foi considerada indecifrável por muito tempo, denominada "le chiffre indéchiffrable", ou seja, "cifra indecifrável", cuja resolução somente ocorreu em meados do século XIX pelo inglês Charles Babbage e  pelo prussiano Friedrich Kasiski.

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        Figura 1 – disco de Vigenère (fonte http://www.cryptomuseum.com/crypto/vigenere/)        

Apesar do título de indecifrável ter se sustentado por muitos séculos, atualmente esta técnica criptográfica pode ser facilmente quebrada por um criptanalista.

Para cifrar, basta utilizar a tabela de Vigenère a seguir demonstrada, que consiste no alfabeto escrito 26 vezes em diferentes linhas, cada um deslocado ciclicamente do anterior por uma posição. As 26 linhas correspondem às 26 possíveis cifras de César. Uma palavra é escolhida como "palavra-chave", e cada letra desta palavra vai indicar a linha a ser utilizada para cifrar ou decifrar uma letra da mensagem.

A expressão deve considerar as seguintes equações descritas:

Para cifragem: Cifrai = (Textoi + Chavei)mod26         

Para decifragem: Textoi = (Cifrai – Chavei)mod26

[pic 2][pic 3]

Figura 2 – Matriz de Vigenère

Deste modo, exemplificativamente, para codificarmos a palavra “ESTUDO”, devemos criar uma chave, no caso “LIVROL”, que, de acordo com o que foi explicado, forma a cifra “PAOLRZ”.

Em consequência da cifragem criada como exemplo, no processo de decifragem, ocorre justamente o inverso, ou seja, mediante o conhecimento da chave “LIVRO”, pode-se decodificar a cifra “PAOLRZ”, que forma a palavra “LIVRO”.

Importante destacar que a coluna da primeira letra do texto original deve ser ligada com a linha da primeira letra da chave, no caso E + L = P, sendo a interseção entre a linha e a coluna correspondente à letra d texto criptografado.

Note-se que a chave precisa ser tão longa quanto a mensagem que se pretende cifrar, no caso do exemplo feito a chave é “LIVROL”.

A determinação do tamanho da palavra-chave permite identificar os padrões repetidos na cifra e tendo conhecimento do número de letras que formam a chave, bem como a frequência das letras da cifra, pode-se prever potenciais valores da palavra-chave.

1. BENEFÍCIOS EM RELAÇÃO ÀS TÉCNICAS ANTERIORES

Várias foram as técnicas de substituição polialfabéticas que antecederam a cifra de Vigenère, dentre as quais podemos citar: disco de Alberti, tabula recta de Trithemius, Bellaso e a palavra-chave, além de cifra de Della Porta.