Introdução a Criptografia

1. Introdução a Criptografia Carlos Sampaio

2. Agenda • Visão Geral de Criptografia • Conceitos Básicos • História e evolução • Técnicas Básicas • Transposição, Substituição e Chaves • Cifras Clássicas • César e Vigenère • Criptografia Simétrica • DES e 3DES • Esteganografia

3. Introdução • Criptologia (kriptos = escondido, oculto; logo = estudo, ciência): É a ciência que reúne a criptografia e a criptoanálise. • Criptografia (kriptos = escondido, oculto; grapho = grafia, escrita): É a técnica que habilita a escrita em cifras, de forma que apenas o destinatário a decifre e compreenda • Criptoanálise (kriptos = escondido, oculto; analisis = decomposição, interpretação): É a técnica que compreende a decomposição de uma senha ou interpretar mensagens cifradas sem o conhecimento da chave. Uma tentativa de criptoanálise é considerado um ataque

4. Origens • Tão antiga quanto a própria escrita • Presente nos hieróglifos Egípcios • Os Romanos transmitiam planos de batalha em códigos secretos • A tecnologia manteve-se a mesma até o advento do computador (meados do século XX) • Crescimento exponencial se deu com o advento do computador • Bastante utilizado na II Guerra Mundial, que deu início a Ciência da Criptologia Moderna

5. Alguns Exemplos

6. Por que utilizar criptografia?

7. Utilização • Para garantir e reforçar os aspectos de segurança de: • Sigilo • Integridade • Autenticação • Não-repúdio • Irrefutabilidade

8. Definições • Cifrar ou Codificar • Ato de tranformar dados em alguma forma ilegível • Propósito: garantir a privacidade, mantendo a informação incompreensível para pessoas não autorizadas, mesmo que estas tenham acesso aos dados cifrados • Decifrar ou Decodificar • Processo inverso ao de cifrar, consiste em retornar a informação a sua forma legível

9. Curiosidades • Code Talkers • O exército Americano utilizou nativos de várias nações indígenas para o envio de mensagens (línguas nativas): Commanches, Choctaws, Kiowas, Winnebagos, Seminoles, Navajos, Hopis e Cherokees. • A marinha se baseou no mesmo trabalho e aperfeiçoou o sistema utilizando apenas Navajos

10. Técnicas Básicas • Transposição– Cifra de transposição (conhecida como cifra de permutação), reorganiza a ordem dos bits, caracteres ou blocos de caracteres. • Substituição– Cifra de substituição troca os bits, caracteres ou blocos de caracteres por outros (uma letra é trocada por outra, por exemplo). Um exemplo clássico é a cifra de Cesar, que substitui as letras avançando “três” casas dentro do alfabeto

11. Texto Cifrado the romans are coming today Texto Plano (Claro) Chave (Segredo) Conceito

12. Cifras Clássicas • Cifra de César: • O Imperador Júlio César utilizou em suas correspondências pessoais em 50 a.c. • Atualmente denomina-se César toda cifra que consiste em deslocar cada letra da mensagem original, por um número fixo de posições • Também tem registro de utilização na Guerra da Secessão americana, e pelo exército Russo na I Guerra Mundial (1915)

13. Cifra de César ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLM rotate 13 positions O BUNITAO DAS TAPIOCAS Texto Claro Chave 13 B OHAVGNB QNF GNCVBPNF Texto Cifrado Exemplo de utilização com cifra de César http://www.sccs.swarthmore.edu/users/03/julieg/hw14cipher.html

14. Cifra de Vigenère • Evolução da cifra de César • Usa uma série de cifras de César diferentes, baseado nas letras de uma chave secreta • Originalmente descrita por Giovan Batista Belaso, em 1553 • Reinventada diversas vezes depois, foi erroneamente atribuída a Blaise de Vigenère, já no século IXX como: Le Chiffre Indéchiffrable

15. Cifra de Vigenère ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA CDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZAB DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD FGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDE GHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEF HIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD... Texto Plano SOUND THE RETREAT Chave DEADFED Texto Cifrado VSUPC XKG UEWWEX

16. Rail Fence • Exemplo de cifra de transposição • O texto é escrito de forma vertical, no número de linhas (Fence) ditado pela chave. • Exemplo: • Chave = 5; • Texto Plano “AGORA DURMA COM UMA BRONCA DESSA” • Texto Cifrado “ADCA CSGUO BAA ORM RDWRM UO EXA AMNSY”

17. Chaves • Constituem o segredo compartilhado por remetente e destinatário • São utilizadas pelo algoritmo de criptografia para gerar texto cifrado • Verdades Gerais • Chaves maiores geram cifras melhores • Chaves aleatórias geram cifras melhores • Boas Cifras geram texto cifrado “aleatório” • As melhores chaves são utilizadas uma única vez

18. 8 Criptografia Simétrica • Exemplos: • DES, 3DES, RC4, RC5, IDEA, SkipJack • Vantagens: Rápido, texto cifrado seguro • Desvantagens: Problema da divulgação de senhas, Problema do sigilo da senha

19. DES: Data Encryption Standard • Amplamente publicado e utilizado (Padrão Federal) • Série complexa de operações simples de substituições, permutações e recombinações de bits • DES Básico: Chaves de 56-bits • Quebrável em 12 horas com hardware específico • Triple DES (3DES): Chaves de 112-bits (real) • Usa 48 “rodadas” de DES • Inquebrável pelos métodos utilizados atualmente

20. Esteganografia • É a Técnica(Arte) de escrever mensagens escondidas de tal forma que ninguém alem do destinatário desconfie do conteúdo • Em grego significa Escrita Oculta/Escondida • Leonardo Da Vinci escreveu com suco de limão no verso de seus projetos • Atualmente pode-se inserir qualquer tipo de dado dentro de um outro arquivo de foto ou música, por exemplo

21. Esteganografia • Softwares disponíveis: • Hiderman • SPAM Mimic: www.spammimic.com • Steganous • Invisible Secrets • Para Detecção (Steganalisis) • Kurtosis (Análise de Histograma, repetições) • WinHEX • Checksum (Antes do incidente)