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Curso: Segurança na Internet > Unidade 1
Lição 10: Técnicas de criptografia de dados- O que é criptografia?
- A cifra de César
- Criptografia e chaves públicas
- Criptografia de chave pública: o que é isso?
- A necessidade de criptografar
- Criptografia, descriptografia e quebra de cifra
- Técnicas de criptografia simétrica
- Criptografia de chave pública
- Técnicas de criptografia de dados
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Criptografia, descriptografia e quebra de cifra
Uma das primeiras técnicas de criptografia foi a Cifra de César, inventada por Júlio César há mais de dois mil anos para enviar mensagens a seus aliados.
A Cifra de César é uma grande introdução à criptografia, descriptografia e quebra de cifra, graças à sua simplicidade.
Como criptografar uma mensagem
Imagine que César quisesse enviar esta mensagem:
ENCONTRO SECRETO NO PALÁCIOCriptografada, a mensagem se pareceria com isto:
KTIUTZXU YKIXKZU TU VGRGIOUÀ primeira vista, a frase parece ininteligível, mas essa mensagem criptografada está, na verdade, muito relacionada ao texto original.
A Cifra de César é uma cifra de substituição simples que substitui cada letra original por uma letra diferente a partir de um determinado deslocamento no alfabeto.
Para fazer a mensagem criptografada acima, o alfabeto foi deslocado em 6 letras e foi usada esta tabela de substituição:
| 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | A | B | C | D | E | F |
A letra E é deslocada 6 letras até K, a letra N é deslocada 6 letras até T, etc. Veja a primeira palavra e os deslocamentos feitos:
| E | N | C | O | N | T | R | O |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| K | T | I | U | T | Z | X | U |
Como descriptografar uma mensagem
De acordo com registros históricos, César sempre usava um deslocamento de 3 letras. Se o destinatário soubesse a quantidade deslocada, decodificar a mensagem era algo bastante trivial.
Imagine que César enviasse esta mensagem a um camarada:
FXLGDGR FRP EUXWXVO camarada usaria esta tabela de substituição, na qual o alfabeto está deslocado em 3 letras:
| 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 |
Assim, é possível decodificar a mensagem com certeza. A primeira letra, "F", foi deslocada em 3 espaços a partir de "C"; a segunda letra, "X", foi deslocada em 3 espaços a partir de "U", etc. O resultado é esta mensagem ameaçadora:
CUIDADO COM BRUTUSComo quebrar cifras
Imagine que um inimigo muito letrado e habilidoso interceptou uma das mensagens de César.
QVHJN PIDM OJYVN VN IJNNVN AJMXVN XJH XGZJKVOMV KVMV YZMMJOVM V MVDICV DIDHDBV IJ YZGOV YJ IDGJEsse inimigo não sabe que César sempre usa um deslocamento de 3 letras, então ele deve tentar "quebrar" a cifra sem saber o deslocamento.
Há três técnicas principais que ele poderia usar: análise de frequência, texto simples conhecido e força bruta.
Análise de frequência
Os idiomas humanos tendem a usar mais certas letras que outras. Por exemplo, "A" é a letra mais popular do idioma português. Podemos analisar a frequência dos caracteres na mensagem e identificar qual deles é o mais provável "A", diminuindo, com base nisso, as quantidades de deslocamento possíveis.
Tente você mesmo! Cole a mensagem na área de texto abaixo e analise o gráfico de frequência para identificar uma letra que possivelmente corresponda a "A":
Texto simples conhecido
Outro termo usado para a mensagem original não criptografada é texto simples. Se o inimigo já conhecesse alguma parte do texto simples, seria mais fácil para ele descobrir o resto da versão criptografada.
Por exemplo, as mensagens tendem a ter inícios semelhantes. Na Segunda Guerra Mundial, as mensagens alemãs criptografadas sempre eram iniciadas com uma previsão meteorológica, o que facilitou para o matemático britânico Alan Turing quebrar a cifra.
Você acha que Júlio César iniciou essa mensagem de uma forma comum?
Força bruta
Há apenas 25 possibilidades de deslocamento (e não 26 — você sabe por quê?). O inimigo poderia levar algum tempo para testar cada uma delas e encontrar a que formasse uma mensagem mais coerente. Não seria preciso nem tentar usar os deslocamentos na mensagem inteira, apenas nas primeiras palavras.
Tente fazer isso você mesmo:
O inimigo de César não teria um computador para ajudá-lo, mas ele provavelmente levaria menos de uma hora se entendesse o funcionamento da Cifra de César.
Você conseguiu quebrar a cifra e descriptografar a mensagem?
Clique abaixo para a grande revelação!
Criptografia, descriptografia e quebra de cifra
Graças à exploração da Cifra de César, agora entendemos os três principais aspectos da criptografia de dados:
- Criptografia: embaralhamento dos dados de acordo com uma chave secreta (nesse caso, o deslocamento das letras do alfabeto).
- Descriptografia (recuperação dos dados originais a partir dos dados embaralhados por meio de uma chave secreta).
- Quebra de cifra: descoberta dos dados originais sem saber a chave secreta, usando uma variedade de técnicas inteligentes.
Sempre que considerarmos usar uma possível técnica de criptografia, precisamos pensar sobre todos estes aspectos: Quão fácil é fazer a criptografia? Quão fácil é descriptografar? E, mais importante, quão fácil é para um indivíduo mal-intencionado quebrar a cifra?
Já não podemos mais usar a Cifra de César para manter nossas informações seguras porque é muito fácil quebrá-la, mas entender a Cifra de César nos prepara para entender técnicas modernas de criptografia.
Se você quiser, pode aprofundar seus conhecimentos sobre a Cifra de César no nosso tutorial sobre Criptografia antiga na Khan Academy.
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