Capítulo 2. Criptografia Convencional

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1 Capítulo 2 Criptografia Convencional Técnicas Clássicas

2 Plano de Aula Modelo Convencional Esteganografia Técnicas Clássicas Cifrador de César Cifradores Monoalfabéticos Cifrador Playfair Cifrador de Hill Cifradores Polialfabéticos Técnicas de Transposição Máquinas Rotoras

3 Modelo Simplificado da Criptografia Convencional Chave Secreta Compartilhada Chave Secreta Compartilhada Texto Plano Texto Cifrado Texto Plano Algoritmo de Criptografia (ex: DES) Algoritmo de Decriptografia (Inverso da Criptografia)

4 Modelo de um Criptosistema Convencional

5 Tipos de Ataque Tipo de Ataque Somente Texto Cifrado Texto Plano Conhecido Texto Plano Escolhido Texto Cifrado Escolhido Texto Escolhido Conhecimento do Criptoanalista Algoritmo de Criptografia Texto Cifrado Algoritmo de Criptografia Texto Cifrado Um ou mais pares de texto plano-cifrado Algoritmo de Criptografia Texto Cifrado Escolha do texto plano Algoritmo de Criptografia Texto Cifrado Escolha do texto cifrado Algoritmo de Criptografia Texto Cifrado Escolha do texto plano Escolha do texto cifrado

6 Tempo Médio de Busca Exaustiva Tamanho da Chave Número de Chaves Tempo Requerido (1 cripto/µs) Tempo Requerido (10 6 cripto/µs) = 4,3x ,8 minutos 2,15 milisegundos = 7,2x anos 10,01 horas = 3,4x ,4x10 24 anos 5,4x10 18 anos 26 Caracteres (permutação) 26! = 4x ,4x10 12 anos 6,4x10 6 anos

7 Técnicas Clássicas Cifrador de César Plano: meet me after the toga party cifrado: PHHW PH DIWHU WKH WRJD SDUWB Plano: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz cifrado: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC Encriptar C=E(p)=(p+3) mod 26 C=E(p)=(p+k) mod 26 Decriptar p=d(p)=(c-k) mod 26

8 Cifradores Monoalfabéticos Qualquer permutação de 26 caracteres alfanuméricos 26! = 4x10 26 possíveis chaves UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ VUEPHZHDMZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ P 13,33 H 5,83 F 3,33 B 1,67 C 0,00 Z 11,67 S 8,33 D 5,00 E 5,00 W 3,33 Q 2,50 G 1,67 Y 1,67 K 0,00 L 0,00 U 8,33 V 4,17 T 2,50 I 0,83 N 0,00 O 7,50 M 6,67 X 4,17 A 1,67 J 0,83 R 0,00

9 Freqüência Relativa das Letras na Língua Inglesa

10 Criptoanálise P e Z são equivalentes a e e t S, U, O, M e H -> {r,n,i,o,a,s} A, B, G, Y, I e J -> {w,v,b,k,x,q,j,z} Digramas, Trigramas th é o mais comum -> ZW P -> e (ZWP -> the) ZWSZ -> th_t S->a That

11 Criptoanálise UZQSOVUOHXMOPVGPOZPEVSGZWSZOPFPESXUDBMETSXAIZ VUEPHZHDMZSHZOWSFPAPPDTSVPQUZWYMXUZUHSX EPYEPOPDZSZUFPOMBZWPFUPZHMDJUDTMOHMQ Criptoanálise It was disclosed yesterday that several informal but direct contacts have been made with political representatives of the viet cong in moscow

12 Cifrador Playfair 2 em 2 letras M O N A R C H Y B D E F G I/J K L P Q S T U V W X Z Letras repetidas usa-se caracter preenchedor. Ex: x Letras na mesma linha trocadas pela seguinte Letras na mesma coluna trocadas pela seguinte Para o restante, usa-se a coluna do outro departamento de informática CKSODZROGMPR CK AGPHMOSRBEB

13 Cifrador de HILL de m em m letras Matemático Leslir Hill em 1929 m=3 C 1 =(k 11 p 1 + k 12 p 2 + k 13 p 3 ) mod 26 C 2 =(k 21 p 1 + k 22 p 2 + k 23 p 3 )mod26 C 3 =(k 31 p 1 + k 32 p 2 + k 33 p 3 )mod26 c 1 c 2 c 3 = k 11 k 12 k 13 k 21 k 22 k 23 k 31 k 32 k 33 p 1 p 2 p 3 C=KP Texto Plano Chave Texto Cifrado Decriptografar P =K -1 C

14 Exemplo do Crifrador de Hill p - L a - N y - S m - H o - D r - L e - E m - W o - M n - T e - R y - W K = K( ) = ( ) mod 26 = ( ) p a y L N S

15 Cifradores Polialfabéticos Vigenère - Auto Chave Vernam - xor Joseph Mauborgne - one-time pad C p i i = = p C i i k k i i a b c.. z a A B C Z b B C D A c C D E B : z Z A Y Exemplo: deceptivedeceptivedeceptive wearediscoveredsaveyourself ZICVTWQNGRZGVTWAVZHCQYGLMGJ

16 Técnicas de Transposição - 1 troqueascaixasapossinomeiodia t o u a c i a a o s n m i d a r q e s a x s p s i o e o i touaciaaosnmidarqesaxspsioeoi

17 Técnicas de Transposição - 2 Chave: Texto Plano: p e g u e a c a i x a a z u l a d a p e l a m a n h a q Texto Cifrado: GXDAUAANEIAMPALAEAPHAZEACULQ

18 Técnicas de Transposição - 3 Chave: Texto Plano: g x d a u a a n e i a m p a l a e a p h a z e a c u l q Texto Cifrado: DIEAAAACXEAEGHLZUMPUAPHLAAAQ

19 Análise da Transposição p e g u e a c a i x a a z u l a d a p e l a m a n h a q g x d a u a a n e i a m p a l a e a p h a z e a c u l q Pegue a caixa azulada pela manha q

20 Máquina de três rotores

21 Máquinas Rotoras 3 -> 26 x 26 x 26 = diferentes alfabetos de substituição 4 -> >

22 Exercícios 9 exercícios, páginas 45, 46 e 47 do livro Cada aluno resolve um 36 / 9 = 4 Site terá nomes dos alunos com o exercício que deve fazer e entregar via . Prazo: Até próxima segunda