Explicando a máquina Enigma

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Explicando a Máquina
Enigma
Anchises M. G. de Paula
Garoa Hacker Clube; Verisign
@anchisesbr

Agenda

Criptografia
Simétrica

Cypher
Disks


Enigma


Criptografia e Segunda Guerra

Criptografia Criptografia
Clássica Moderna

Séc. XX
W W II

Introdução à criptografia

!   Κρυπτός (kriptós) = escondido,
oculto

+ OCULTAR A
ESCRITA

!   γράφω (grapho) = grafia

Criptografia Clássica

!   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

Criptografia Clássica

!   2 tipos principais de algorítmos clássicos:
! Cifragem por Substituição
! Cada caracter do texto original é substituído por outro no
texto cifrado.

! Cifragem por Transposição
!   A ordem dos caracteres
é modificada


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

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

Cifra de César

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

E S T OU T E S T A N D O C E S A R
H


Cifra de César

! Visualizando,

HV


Cifra de César

! Visualizando,

HVW


Cifra de César

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

H V WR X WH V WD Q G R F H V D U


Substituição Polialfabética

!   São constituídas de múltiplas cifras de substituiçào
simples
!   Uma letra da mensagem original pode ser associada a
múltiplas letras, dependendo da 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

Substituição Polialfabética

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

!   Outro exemplo: A cifra Vigenère, publicada em 1586.


Cifragem por Rotação

! Nos anos 20 vários dispositivos de encriptação
mecânica foram inventados

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


! Cada rotor é uma
permutação arbitrária
do alfabeto.

!   Tem 26 posições e
realiza uma substituição
simples



1.  anel dentado (uma ranhura)
2.  ponto de marca do contato "A"
3.  círculo com alfabeto
4.  contatos
5.  fios elétricos
6.  pinos
7.  encaixe do eixo
8.  hub
9.  roda dentada móvel com os
dedos
10.  ratchet



!   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

Enigma

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


Enigma

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


Enigma

! Fáceis de usar

! Portáteis

! Seguras


Enigma

!   O segredo do Enigma eram seus rotores.

Enigma

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

Enigma

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

Enigma
rotores
saída

teclado


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.

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 Picture source: Wikimedia Commons

combinações!

Enigma Code Book

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


Quebrando a Enigma

! Polônia

!   UK:
!   Bletchley Park
!   Alan Turing


Obrigado
Anchises M. G. de Paula
@anchisesbr

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