Segurança da Informação e

Proteção ao Conhecimento

Douglas Farias Cordeiro

Criptografia

O que é criptografia?

Definição

Criptografia:– Kryptós – escondido

– Gráphein – escrita

– Estudo dos princípios e técnicas pelas quais a informação pode ser transformada de sua forma original em uma forma ilegível, reconhecida apenas por seu destinatário;

Por que criptografar?

– Valor da informação;

– Confidencialidade;

– Segurança!

• Computador está seguro, mas e o transporte de informações?

Um pouco de história

Atbash– Primeiro método criptográfico conhecido

– Criado pelos Hebreus em 1.900 a.C.;

– Consiste em substituir א aleph (primeira letra) por ש beth (segunda letra) por ב ,tav (última letra) תshin (penúltima letra), e assim por diante.

Cifra de Vegenére

Cifra de Vigenére:– Introdução do conceito de chave para criptografia

de textos;

– Cifra polialfabética;

Cifra de Vegenére

Cifra de Vegenére

Exemplo:– Texto: ATACARBASESUL

– Chave: LIMAOLIMAOLIM

– Texto cifrado: LBMCOCJMSSDCX

Criptografia tradicional

Os métodos tradicionais de criptografia podem ser

divididos em duas categorias:– Cifras de substituição;

– Cifras de transposição.

Cifras de substituição

– Cada letra ou grupo de letras é substituído por outra letra ou grupo de letras, de modo a criar um “disfarce”

• Exemplo: Cifra de César

Cifra de César Generalizada

Cifra de César:– Deslocamento de caracteres;

– Cifra numérica simples;

– Foi usar para comunicação

entre César e seus generais.

Normal: a ligeira raposa marrom saltou sobre o cachorro cansado

Cifrado: D OLJHLUD UDSRVD PDUURP VDOWRX VREUH R FDFKRUUR FDQVDGR

Cifra de César Generalizada

– A cifra de César pode ser facilmente decifrada!

Rotação ou troca Possível texto

0 ExeuyiEksve

1 DwdtxhDjrud

2 CvcswgCiqtc

3 BubrvfBhpsb

4 AtaqueAgora

5 ZszptdZfnqz

6 YryoscYempy

...

23 HahxblHnvyh

24 GzgwakGmuxg

25 FyfvzjFltwf

Cifras de substituição

– A Cifra de César enganou os cartagineses, mas nunca mais enganou ninguém!

– Cifras de substituição

preservam a ordem dos

símbolos!

Me fale um pouco mais sobre essa Cifra de César!

Cifra de substituição monoalfabética

Aprimorando um pouco mais!– Aqui, cada letra do texto simples é mapeada para

alguma outra letra;

– Exemplo:

• a → Q, b → W, c → E, d → R, e → T, …

– Este sistema é chamado de Cifra de Substituição Monoalfabética!

Cifra de substituição monoalfabética

– A chave é uma string de 26 letras, correspondente ao alfabeto completo;

– Quebra da chave:

• 26! chaves possíveis.26! = 4.0329146e+26

Cifras de substituição monoalfabética

– Um computador, com tempo de instrução de 1ns, levaria em torno de 10e+10 para testar todas as possibilidades!

– Isso é seguro?

Cifras de substituição monoalfabética

Embora o método seja aparentemente seguro, quando se

tem um volume de texto relativamente pequeno, a cifra

pode ser descoberta.– Estratégia: propriedades estatísticas dos idiomas!

Cifras de substituição monoalfabética

– Inglês:

• Letras mais comuns:– “e”, “t”, “o”, “a”, “n”, “i”, …

• Diagramas mais comuns:– “th”, “in”, “er”, “re”, “na”, …

• Trigramas mais comuns:– “the”, “ing”, “and”, “ion”, ...

Cifras de substituição monoalfabética

– Criptoanalista: descriptografar uma cifra monoalfabética...

• Conta as frequências relativas em todo o texto cifrado;

• Substitui com a letra “e” a letra mais comum no texto cifrado, com “t” a próxima letra letra, e assim por diante...

– Em seguida diagramas e trigramas.

Cifras de substituição monoalfabética

– Assim, conhecendo os possíveis padrões de vogais e consoantes, o criptoanalista pode criar um texto simples, através de sucessivas tentativas!

Cifras de substituição monoalfabética

Outra estratégia:– Buscar uma palavra ou frase provável dentro do

texto considerando um possível contexto:

• Exemplo:– Área de contabilidade: financial;

Cifras de transposição

Neste tipo de cifragem o texto é reordenado, mas não

disfarçado!– Exemplo: cifra de transposição de colunas.

Cifra de transposição de coluna

– A cifra se baseia numa chave que é uma palavra ou frase que não contenha letras repetidas;

• Exemplo:– Seja a chave: MEGABUCK– O objetivo é numerar as colunas com

referência à ordem alfabética das letras da chave, ou seja:

M E G A B U C K

7 4 5 1 2 8 3 6

Cifra de transposição de coluna

– O texto simples é escrito horizontalmente em linhas;

– O texto cifrado é lido em colunas, a partir da coluna cuja letra da chave tenha a ordem mais baixa no alfabeto;

Cifra de transposição de coluna

Exemplo:

Cifra de transposição de coluna

Exercício:– Cifrar o texto “VAMOS EMBORA, FOMOS

DESCOBERTOS” usando a cifra “ZEBRAS”

Criptografia Simétrica

Classe de algoritmos para criptografia que usam chaves

relacionadas para cifragem e decifragem.– A operação é simples, pois existe uma única chave

para cifrar e decifrar;

– A chave representa um segredo, partilhado entre duas ou mais partes (chave secreta, chave única, chave compartilhada);

Criptografia Simétrica

Para: BancoDe: Affonso

Data: 16, Abr, 2001

Transferir R$ 1,5milhões da conta 254674-12 para a conta 071517-08

Affonso

Para: BancoDe: Affonso

Data: 16, Abr, 2001

Transferir R$ 1,5milhões da conta 254674-12 para a conta 071517-08

Affonso

*> *ql3*UY#~00873/JDI

c4(DH: IWB(883

LKS9UI29as9eeaqw9vijhas9djerhp7(*Y23k^wbvlqkwczqw-_89237xGyjdc

Biskdue di7@94

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Biskdue di7@94

Criptografia

+ + Algoritmo =

Decriptografia

Para: BancoDe: Affonso

Data: 16, Abr, 2001

Transferir R$ 1,5milhões da conta 254674-12 para a conta 071517-08

Affonso

Para: BancoDe: Affonso

Data: 16, Abr, 2001

Transferir R$ 1,5milhões da conta 254674-12 para a conta 071517-08

Affonso

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Biskdue di7@94

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Biskdue di7@94

+ + =Algoritmo

Criptografia simétrica

É necessário que o canal de transmissão seja seguro;– A segurança depende do sigilo da chave!

– Não oferece serviços de autenticação e de não-repúdio!

Classificação dos algoritmos simétricos

Os algoritmos podem ser classificados segundo sua

cifragem: por fluxo e por bloco;– Nos algoritmos por fluxo:

• A mensagem é encriptada bit a bit;• Se uma mensagem possui 20 mil bits, a

chave também deve possuir 20 mil bits• Exemplo: One-Time Pad, RC4, Blum-Blum-

Shub.

Classificação dos algoritmos simétricos

Nos algoritmos por bloco:– Os dados são processados considerando-os como

conjuntos de blocos de bits;

– Tamanho da chave é definido;

– Exemplo: DES, AES, 3DES, Blowfish.