Explicando a máquina enigma

Explicando a Máquina EnigmaAnchises M. G. de PaulaGaroa Hacker Clube; Verisign@anchisesbr

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Agenda

Criptografia Simétrica

Cypher Disks

Picture source: Wikimedia Commons

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Enigma


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Criptografia e Segunda Guerra

Criptografia Clássica

Criptografia Moderna

Séc. XX W W II

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Introdução à criptografia

Κρυπτός (kriptós) = escondido, oculto

γράφω (grapho) = grafia

OCULTAR A ESCRITA+

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Antes dos computadores a criptografia consistia de algorítmos baseados em manipulação de letras (caracteres) e cálculo manual (ou mecânico, utilizando algum instrumento relativamente simples).

Os diversos algorítmos substituíam ou transpunham alguns caracteres por outros. Os melhores faziam as duas coisas muitas vezes

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2 tipos principais de algorítmos clássicos:Cifragem por Substituição

Cada caracter do texto original é substituído por outro no texto cifrado.

Cifragem por TransposiçãoA ordem das letrasé modificada


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Substituição Simples

Cada caracter do texto original é substituído com um caracter correspondente no texto cifrado.

Exemplo: a “Cifra de Cesar” cada letra do texto original é substituído pela letra 3 posições à direita no alfabeto

C

Z

B

Y

A

X

Z

W

Y

V

X

U

W

T

V

S

U

R

T

Q

S

P

R

O

Q

N

P

M

O

L

N

K

M

J

L

I

K

H

J

G

I

F

HGFED

EDCBA

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C

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B

Y

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Z

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Y

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U

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T

Q

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K

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J

L

I

K

H

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G

I

F

HGFED

EDCBA

RASECODNATSETH

UOTSE

Cifra de César

Vamos utilizar a cifra de César:Mensagem em claro: “estou testando cesar”

Visualizando,

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Visualizando,

C

Z

B

Y

A

X

Z

W

Y

V

X

U

W

T

V

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U

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T

Q

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R

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Q

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M

O

L

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K

M

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L

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K

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J

G

I

F

HGFED

EDCBA

RASECODNATSETH

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Cifra de César

V

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Visualizando,

C

Z

B

Y

A

X

Z

W

Y

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X

U

W

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V

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S

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Q

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P

M

O

L

N

K

M

J

L

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K

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J

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F

HGFED

EDCBA

RASECODNATSETH

UOTSE

Cifra de César

V W

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C

Z

B

Y

A

X

Z

W

Y

V

X

U

W

T

V

S

U

R

T

Q

S

P

R

O

Q

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P

M

O

L

N

K

M

J

L

I

K

H

J

G

I

F

HGFED

EDCBA

UR

DA

VS

HE

FC

RO

GD

QN

DA

WT

VS

HE

WT

XRWVHUOTSE

Cifra de César


Visualizando,

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Cypher Disk

Cypher Disk: Inventado por Leon Battista Alberti em 1468 e usadas pelo Exército Americano na Guerra Civil Americana.


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Cypher Disk

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Substituição Polialfabética

São constituídas de múltiplas cifras de substituiçào simples

Uma letra da mensagem original pode ser associada a múltiplas letras, dependendo de uma “chave”

Cada uma das chaves é utilizada para encriptar uma letra específica do texto original.

Se existem 20 letras chave então cada vigésima letra será encriptada com a mesma chave, isto é chamado de período da cifra

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Substituição Polialfabética

Exemplo clássico: A cifra Vigenère, publicada em 1586.


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Para cada letra da mensagem, utiliza-se uma letra correspondente da chave. Ex:

Chave:

Deslocamento:

Mensagem:

Msg. Cifrada: CKBOA

ORTUO

141982012

OTIUM

Cifra de Vigenère


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C

O

14

O

F

L

20

U

Q

I

8

I

M

A

12

M

M

T

19

T

Z

R

8

I

I

O

20

U

B

P

12

M

CKBOA

ORTUO

141982012

OTIUM

Cifra de Vigenère

A chave é repetida continuamente até cobrir o tamanho da mensagem

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Cifragem por Rotação

Nos anos 20 vários dispositivos de encriptação mecânica foram inventados

Muitos baseados no conceito de um rotoruma roda mecânica preparada para realizar uma substituição genérica

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Cada rotor é uma permutação arbitrária do alfabeto.

Tem 26 posições e realiza uma substituição simples

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1. anel dentado (uma ranhura)

2. ponto de marca do contato "A"

3. círculo com alfabeto4. contatos5. fios elétricos6. pinos7. encaixe do eixo8. hub9. roda dentada móvel com

os dedos10. ratchet


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Picture source: Flickr user Duane Wessels

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Uma máquina rotora tem um teclado e uma série de rotores e implementa uma versão da cifra de Vigenère.

A saída de um rotor pode ser ligada à entrada de outro

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Enigma

Em 1918, o inventor alemão Arthur Scherbius e seu amigo Richard Ritter criaram uma máquina de criptografia chamada Enigma


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Enigma

As máquinas Enigma foram amplamente usadas pela Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial


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Enigma

Fáceis de usar

Portáteis

Seguras


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Enigma

O segredo do Enigma eram seus rotores.

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Enigma

Cada vez que se apertava uma tecla, o Enigma mostrava qual seria a letra cifrada correspondente

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Enigma

Após cada tecla, os rotores mudavam de posição, de modo que cada letra teria um alfabeto diferente de substituição

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Enigma


rotores

teclado

saíd

a

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Enigma

O enigma ainda incluía o “refletor”, que fazia com que o sinal de uma letra passasse duas vezes pelos 3 rotores.

Com 3 rotores, temos 26X26X26 = 17576 posições iniciais, ou chaves.

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Enigma

Além dos rotores, o enigma ainda permitia que letras fossem trocadas, através de 6 cabos que poderiam ser conectados a um painel de plugues.

Com isso, além da troca de posição entre os rotores, atingiam-se 10.000.000.000.000.000 combinações!


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Enigma Code Book

As configurações iniciais eram organizadas em um “livro de código”


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Quebrando a Enigma

Polônia

UK: Bletchley Park

Alan Turing


ObrigadoObrigadoAnchises M. G. de Paula@anchisesbr

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Technology

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