cifra

o que é uma cifra?

em criptologia, a disciplina preocupada com o estudo de algoritmos criptográficos, uma cifra é um algoritmo para criptografar e descriptografar dados.A criptografia de chave simétrica, também chamada de criptografia de chave secreta, depende do uso de cifras, que operam simetricamente. Com algoritmos de criptografia simétrica, a mesma chave de criptografia é aplicada aos dados da mesma maneira, se o objetivo é converter texto simples em texto cifrado ou texto cifrado em texto simples. Uma cifra transforma dados processando os caracteres originais, de texto simples ou outros dados em texto cifrado. O texto cifrado deve aparecer como dados aleatórios.

tradicionalmente, as cifras usavam esses dois tipos principais de transformação:

1. as cifras de transposição mantêm todos os bits originais de dados em um byte, mas misturam sua ordem.As cifras de substituição substituem sequências de dados específicas por outras sequências de dados. Por exemplo, um tipo de substituição seria transformar todos os bits com um valor de 1 para um valor de 0 e vice-versa.

a saída de dados de qualquer método é chamada de texto cifrado.As cifras modernas permitem a comunicação privada em muitos protocolos de rede diferentes, incluindo o protocolo Transport Layer Security (TLS) e outros que oferecem criptografia de tráfego de rede. Muitas tecnologias de comunicação, incluindo telefones, televisão digital e caixas eletrônicos, dependem de cifras para manter a segurança e a privacidade.

como funcionam as cifras?

uma cifra usa um sistema de regras fixas-um algoritmo de criptografia-para transformar texto simples, uma mensagem legível, em texto cifrado, uma sequência de caracteres aparentemente aleatória. As cifras podem ser projetadas para criptografar ou descriptografar bits em um fluxo, conhecido como cifras de fluxo. Ou eles podem processar texto cifrado em blocos uniformes de um número especificado de bits, conhecidos como cifras de bloco.

as implementações modernas de cifras dependem do algoritmo e de uma chave secreta, que é usada pelo algoritmo de criptografia para modificar os dados à medida que são criptografados. Cifras que usam chaves mais longas, medidas em bits, são mais eficazes contra ataques de Força bruta. Quanto maior o comprimento da chave, mais tentativas de Força bruta são necessárias para expor o texto simples. Embora a força da cifra nem sempre dependa do comprimento da chave, os especialistas recomendam que as cifras modernas sejam configuradas para usar chaves de pelo menos 128 bits ou mais, dependendo do algoritmo e do caso de uso.

uma chave é uma parte essencial de um algoritmo de criptografia – tanto que, na cifragem do mundo real, a chave é mantida em segredo, não o algoritmo. Algoritmos de criptografia fortes são projetados para que, mesmo que alguém conheça o algoritmo, seja impossível decifrar o texto cifrado sem conhecer a chave apropriada. Consequentemente, antes que uma cifra possa funcionar, tanto o remetente quanto o destinatário devem ter uma chave ou um conjunto de chaves.

com algoritmos de chave simétrica, a mesma chave é usada para a criptografia e descriptografia de dados. Algoritmos de chave assimétrica usam chaves públicas e chaves privadas para criptografar e descriptografar dados.

em criptografia assimétrica, também conhecida como criptografia de chave pública, as chaves são grandes números que foram emparelhados, mas não são idênticos (assimétricos). Os pares de chaves incluem o seguinte:

• a chave pública pode ser compartilhada com todos.
• a chave privada ou secreta é mantida em segredo.

qualquer uma das chaves pode ser usada para criptografar uma mensagem; a chave oposta daquela usada para criptografar a mensagem é usada para descriptografia.

A chave privada ou secreta do par é usado pelo proprietário do par de chaves para encriptar ou desencriptar dados, enquanto que a chave pública é usada por qualquer pessoa que deseja criptografar uma mensagem que pode ser descriptografados somente o detentor da chave privada.

para que servem as cifras?As cifras simétricas são mais comumente usadas para proteger as comunicações online. Eles também são incorporados em muitos protocolos de rede diferentes para serem usados para trocas de dados. Por exemplo, Secure Sockets Layer e TLS usam cifras para criptografar dados da camada de aplicativos, especialmente quando usados com HTTP Secure (HTTPS).

redes privadas virtuais que conectam trabalhadores remotos ou filiais remotas a redes corporativas usam protocolos com algoritmos de chave simétrica para proteger as comunicações de dados. As cifras simétricas protegem a privacidade dos dados na maioria das redes Wi-Fi, Serviços bancários on-line e de comércio eletrônico e telefonia móvel.

alguns protocolos usam criptografia assimétrica para criptografar e autenticar endpoints. Eles também o usam para proteger a troca de chaves simétricas para criptografar dados de sessão. Esses protocolos incluem o seguinte:

• TLS
• HTTPS
• Secure Shell
• Abrir Pretty Good Privacy
• Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions

Enquanto a criptografia de chave pública é considerada mais segura do que a criptografia simétrica, também é mais computacionalmente intensivo. Por razões de desempenho, os protocolos geralmente dependem de algoritmos de chave simétrica para criptografar dados de sessão.

diferença entre códigos e cifras

códigos e cifras são maneiras diferentes de criptografar uma mensagem. Um código é um método de alterar uma mensagem substituindo cada palavra por outra palavra que tenha um significado diferente.Por outro lado, uma cifra converte a mensagem usando seu algoritmo para transformar os dados que representam as letras e palavras da mensagem. As cifras são mais fáceis de implementar e usar com computadores porque os algoritmos são automatizados e facilmente programados.

tipos de cifras

as cifras podem ser caracterizadas de diferentes maneiras, incluindo o seguinte:

• as cifras de bloco criptografam blocos de dados de tamanho uniforme.
• as cifras de fluxo podem ser aplicadas a fluxos de dados que são frequentemente recebidos e enviados por uma rede.

as cifras podem depender de chaves tradicionais usadas diretamente para texto cifrado de chave ou em criptografia de curva elíptica (ECC). Quando o ECC é usado com uma chave de 160 bits, ele pode fornecer a segurança de uma cifra tradicional, como a usada no criptossistema RSA (Rivest-Shamir-Adleman) usando uma chave de 1.024 bits de comprimento.

os algoritmos de criptografia modernos são projetados para resistir a ataques, mesmo quando o invasor sabe qual cifra está sendo usada. Historicamente, as cifras têm sido menos seguras contra ataques porque eram usadas para codificar texto simples à mão e podiam ser analisadas e quebradas com mais facilidade com a energia do computador.

exemplos de cifras

algumas cifras históricas conhecidas incluem o seguinte:

• César. Esta cifra é atribuída a Júlio César, que se diz ter usado para se comunicar com segurança com seus generais. É uma cifra de substituição simples onde cada letra no texto simples é deslocada um número específico de lugares para baixo do alfabeto. O número de turno que se diz ser usado por César foi de três. As cifras de substituição são frequentemente implementadas escrevendo o alfabeto de texto simples, com o alfabeto de texto cifrado escrito acima das letras de texto simples, deslocado pelo número com o qual os que se comunicam concordam. Uma mudança de três coloca a letra D acima do texto simples A, E acima de B e assim por diante. O número de caracteres deslocados é considerado uma forma simples de uma chave.
• Atbash. Esta cifra é uma cifra de substituição na qual o alfabeto de texto simples é mapeado em si mesmo, mas na ordem inversa. Em outras palavras, a letra de texto simples A é mapeada para o texto cifrado Z, B é mapeado para Y, C Para X e assim por diante. Atbash tem o nome das duas primeiras e duas últimas letras do alfabeto hebraico. Acredita-se que esteja em uso há centenas de anos.
• substituição simples. Este também tem sido usado por centenas de anos. Ele substitui cada caractere de texto simples por um caractere de texto cifrado diferente, resultando no que é efetivamente uma chave de 26 caracteres. Difere da cifra de César porque o alfabeto de cifragem está completamente confuso, em vez de simplesmente mudar um número uniforme de lugares.
• Vigenère. Esta cifra é uma forma de substituição polialfabética, o que significa que é baseada na substituição usando vários alfabetos de substituição. A cifra Vigenère usa uma série de cifras César entrelaçadas, com base nas letras de uma palavra-chave. O texto original é criptografado usando o que é conhecido como Praça Vigenère ou tabela Vigenère.
• substituição homofônica. Esta cifra de substituição usa várias letras de texto cifrado diferentes para substituir letras de texto simples. Este tipo de cifra é tipicamente muito mais difícil de quebrar do que as cifras de substituição padrão.

essas cifras históricas ainda são relevantes porque usam diferentes componentes fundamentais das cifras modernas, como substituição e transposição.

as cifras podem entrar e sair da moda, dependendo de seus históricos de força contra ataques, bem como da descoberta de novos vetores de ataque. Aprenda sobre os primeiros passos para usar cifras com segurança, Entendendo os conceitos básicos de algoritmos de criptografia de chave simétrica.