Cifras Clássicas
SPSATD
José Pedro B. Gouveia P. Pinto Nº10252
Introdução




A criptografia é uma ciência muito antiga.
Os exemplos mais antigos de criptografia
vêm do velho reino do Egipto.
Muitas vezes utilizada em textos
religiosos.
As cifras clássicas são cifras que
actualmente caíram em desuso.
Introdução



Na maioria dos casos estas cifras eram
utilizadas manualmente ou através de
dispositivos mecânicos simples.
Este grupo de cifras também engloba
algumas cifras que eram utilizadas
através de dispositivos electromecânicos
mais avançados.
Geralmente operam sobre as letras de um
alfabeto.
Introdução

Dividem-se em dois grupos:



Substituição
 Monoalfabética
 Poli-alfabética
Transposição
Historicamente foram mais utilizadas as
cifras de Substituição.
Atbash, Albam e Atbah



Utilizadas para codificar textos
religiosos hebraicos antigos.
Utilizadas provavelmente entre 600500 a.C..
São cifras de substituição
monoalfabéticas muito simples.
Atbash, Albam e Atbah



Atbash consiste basicamente em
“inverter” o alfabeto.
Albam consiste em avançar 13
posições no alfabeto.
Atbah utiliza um critério de
substituição pré-definido para a
codificação.
Atbash, Albam e Atbah
Atbash
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
Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J
I H G F E D C B A
Albam
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
N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
J K L M
Atbah
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
I H G F N D C B A R Q P O E M L K J Z Y X W V U T S
Cifra de César

Também conhecida por cifra de troca ou código de
César.

O seu nome teve origem numa técnica
semelhante utilizada por Júlio César.


Consiste na substituição das letras das mensagem
pelas letras que se encontram um número fixo de
vezes a frente no alfabeto.
Esta cifra é muito vulnerável à análise de
frequência ou ate mesmo a ataques de força
bruta.
Cifra de César
Desconhece-se até que ponto esta cifra era
segura no tempo de César

Os primeiros registos da utilização de criptoanálise para quebrar esta cifra vêm do século IX
com o aparecimento da analise de frequência

Mesmo assim esta cifra foi utilizada durante
muito tempo, e é ainda utilizada periodicamente.

Cifra de César original
Texto limpo
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
Criptograma
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
Cifra de Alberti

Foi a primeira cifra poli-alfabética.

Desenvolvida por Leone Battista Alberti em 1470.

Era uma cifra revolucionária para a altura.


Consiste na aplicação alternada de duas cifras de
César ao texto limpo.
A mudança de cifra é marcada pela utilização de
uma letra maiúscula na primeira letra que é
codificada com o novo alfabeto de substituição.
Cifra de Alberti
Cifra de Alberti
Texto limpo
A
1º alfabeto
D E F G H I
2º alfabeto
N O P Q R S T U V W X Y Z
A
B C D E
F
Criptograma
d
Q
r
v


B C D E
e
f
g
F G H
h S
J
t
I
K L
u
v
J
K
L M N O P Q R S
M N O
w
x
y
T
U V W X Y
P Q R S T U V W X Y
z
s
t
u
Z
Z
A B C
G H I
J
K L M
w
j
k
x
I
l
Esta cifra é vulnerável à análise de
frequência se se conhecer a técnica da
cifra.
Basta tratá-la com se fossem duas cifras
de César
m
Cifra de Alberti


Mais tarde foi melhorada através do
aumento do número de cifras de
César usadas.
Foi também melhorada pela
utilização de cifras mais seguras
nomeadamente a cifras de Affine e
cifras de Keyword.
Cifra de Vigenère



Descoberta inicialmente em 1553 por
Giovan Batista e atribuída
incorrectamente a Blaise de Vigenère no
século XIX.
Utiliza uma chave de tamanho variável.
O número de substituições depende do
tamanho da chave.
Cifra de Vigenère

Para principiantes esta cifra parece
indecifrável, dai a sua classificação
como le chiffre indéchiffrable.
Cifra de Vigenère – Chave = SEGREDO
Chave
S
E
G
R
E
D
O
S
E
G
R
E
D
O
S
E
G
R
E
D
O
S
E
G
Texto
limpo
M
E
N
S
A
G
E
M
S
E
C
R
E
T
A
E
V
I
T
A
R
L
E
R
Criptogr
ama
W
I
T
J
E
J
S
E
W K
T
V
H
H
S
I
B
Z
X
D
F
D
I
X
Cifra de Vigenère

Por essa razão foi muito usada ao
longo da história é frequentemente
(e incorrectamente) classificada
como inquebrável.



Durante a guerra civil americana a cifra
de Vigenère foi utilizada pelo sul.
Em 1868 Charles Lutwidge Dodgson
classificou-a como “a cifra inquebrável”.
Em 1917 revista Scientific American
classificou-a com “impossível de
quebrar”.
Cifra de Vigenère

Para quebrar é necessário descobrir
o tamanho da chave, para isso
pode-se utilizar:



O teste de Kasiski.
O teste de Friedman.
O método da coincidência.
AutoKey



A verdadeira cifra de Vigenère.
Nesta cifra a mensagem é
incorporada na chave.
Demorou cerca de 200 anos a ser
quebrada.
AutoKey

Esta cifra também tem a desvantagem de
estar sujeita a erros de sincronia.
Cifra de AutoKey
Chave
S
E
G
R
E
D
O
M
E
N
S
A
G
E
M
S
E
C
R
E
T
A
E
V
Texto limpo
M
E
N
S
A
G
E
M
S
E
C
R
E
T
A
E
V
I
T
A
R
L
E
R
Criptograma
E
I
T
J
E
J
S
Y
W
R
U
R
K
X
M
W
Z
K
K
E
K
L
I
M
AutoKey



Tem redundância.
Para decifrar basta conhecer um
pouco da mensagem.
Se não se conhecer nenhuma parte
de uma mensagem a descodificar
deve-se tentar utilizar palavras
comuns por exemplo o “que”.
Niilista



Foi incialmente utilizada por um grupo de
terroristas niilista que estavam a planear
assassinar a czar Russo por volta de
1880.
Utiliza um quadrado de Polybios para
converter cada letra do texto limpo num
par de números.
As letras da chave também são
convertidas em números.
Niilista



Depois a codificação é realizada como na
cifra de Vigenère.
Esta cifra é basicamente uma versão
numérica da cifra de Vigenère, logo é
vulnerável aos mesmos ataques.
Adicionalmente, pode extrair-se
informação dos valores números.
Niilista
1
2
3
4
5
1
Z
E
B
R
A
2
S
C
D
F
G
3
H
I
K
L
M
4
N
O
P
Q
T
5
U
V
W
X
Y
D
Y
N
A
M
I
T
E
W
I
N
T
E
R
P
A
L
A
C
E
23
55
41
15
35
32
45
12
53
32
41
45
12
14
43
15
34
15
22
12
N
A
R
O
D
N
I
K
N
A
R
O
D
N
I
K
N
A
R
O
41
15
14
42
23
41
32
33
41
15
14
42
23
41
32
33
41
15
14
42
64
70
55
57
58
73
77
45
94
47
55
87
35
55
75
48
75
30
36
54
Niilista

Durante a segunda guerra mundial
e a guerra fria versões muito mais
fortes desta cifra foram utilizadas
por espiões Russos.
Cripto-análise
Análise de Frequência

É um tipo de cripto-análise que se baseia
na análise da língua de origem da
mensagem codificada:



Identificação das letras mais frequentes.
Identificação dos padrões de letras mais
frequentes.
Pode ser auxiliada pela exploração de
características da língua.
Cripto-análise
Análise de Frequência



É a técnica de Cripto-análise mais
antiga.
Os primeiros registos desta técnica
remontam ao século IX e foram
escritos pelo erudito árabe Al-Kindi.
Pensa-se que esta técnica derivou
do estudo do Alcorão.
Cripto-análise
Análise de Frequência


A análise de frequência pode ser
utilizada para quebrar facilmente
cifras monoalfabéticas.
As cifras poli-alfabéticas requerem
mais esforço, dependendo da cifra
em questão.
Scytale



Dispositivo utilizado na Grécia
antiga pelos espartanos.
Consistia em enrolar uma tira de
couro a volta de uma vara.
A mensagem era escrita na tira.
Scytale


O resultado era o
equivalente a uma
cifra de transposição
muito simples.
Para descodificar era
apenas necessário
enrolar a tira a volta
de uma vara de
diâmetro igual.
ADFGVX




Cifra de transposição.
Utilizada pelo exército Alemão durante a
primeira guerra mundial.
Extensão da cifra ADFGX apresentada em
1918 pelo coronel Fritz Nebel.
Utiliza um quadrado de Polybios alterado
para gerar texto intermédio.
ADFGVX


O texto intermédio consiste apenas em
pares das letras A, D,F ,G ,V e X.
Esse texto é depois cifrado com uma cifra
de colunas.
A
D
F
G
V
X
A
8
p
3
d
1
n
D
l
t
4
o
a
h
F
7
k
b
c
5
z
G
j
u
6
w
g
M
V
x
s
v
i
r
2
X
9
e
y
0
f
q
ADFGVX
Texto Limpo
A
T
T
A
C
K
Criptograma
DV
DD
DD
DV
FG
FD
Texto Limpo
Criptograma
M
A
R
K
A
K
M
R
D
V
D
D
V
D
D
D
D
D
D
V
D
V
D
V
F
G
F
D
G
D
F
D
ADFGVX



Foi criada para codificar mensagens
envidas em código morse.
Quebrada pelo tenente francês Georges
Jean Painvin em 1918.
O método que Jean Painvin desenvolveu é
uma técnica de análise estatística
complexa que passa por comparar
mensagens com cabeçalhos semelhantes.
FIM
Questões ?