Sifrat clàssic

Un sifrat és un canal per a ocultar un mensage, a on les lletres del mensage són substituïdes o trasponer per atres lletres, parells de lletres i algunes voltes per moltes lletres. En criptografia, el sifrat clàssic és un tipo de sifrat que va ser usat històricament, pero que ara ha caigut majorment en desús. En general, els sifrats clàssics operen en un alfabet de lletres (com "A-Z"), a les quals se'ls apliquen métodos a mà o en aparats mecànics molt simples. Són tipos molt bàsics de sifrat, lo que no els fa molt fiables, especialment despuix del desenroll de les noves tecnologies com l'informàtica. Els métodos més moderns usen ordenadors o atres tecnologies digitals, que operen en bits i bytes. Molts sifrats clàssics varen ser usats per personages molt coneguts, com Juliol César i Napoleón, els qui varen crear els seus propis sifrats que despuix han segut usats popularment. Molts sifrats tenen un orige militar i varen ser usats per a transportar mensages secrets entre persones del mateix bando. Els sistemes clàssics són prou susceptibles d'un atac en sol text sifrat, algunes voltes inclús sense el coneiximent del sistema en sí mateixa, usant ferramentes com l'anàlisis de freqüències. Algunes voltes s'agrupen junt en els sifrats clàssics atres màquines mecàniques o electromecàniques, com Enigma.

Tipos de sifrat clàssic

Els sifrats clàssics solen dividir-se en sifrat per transposició i en sifrat per substitució. No obstant, alguns sifrats clàssics contenen elements tant de la transposició com de la substitució com la sifra VIC empleada pels espies soviètics.

Sifrat per substitució

Vore també: Sifrat per substitució

En un sifrat per substitució, les lletres (o grups de lletres) són sistemàticament reemplaçades en el mensage per atres lletres (o grups de lletres). No necessàriament tenen que ser lletra per a codificar, en el primer número que se li ocórrega, en 2 dígits o més es pot crear un còdic inviolable, a menys, per supost que se sàpia el número.

Una substitució molt coneguda en el sifrat és la del Sifrat César. Per a sifrar un mensage per mig del Sifrat César, cada lletra del mensage és reemplaçada per la lletra ubicada tres posicions despuix en l'abecedari. Per tant, l'A seria reemplaçada per la D, la B per l'I, la C per la F, etc. Per últim la X, l'I i la Z serien reemplaçades per la A, la B i la C respectivament. D'ahí, que per eixemple, "WIKIPEDIA" quedaria com "ZLNLSHGLD". César rotaba l'abecedari de tres en tres lletres pero funciona en qualsevol número.

Un atre método de sifrat per substitució està basat en una paraula clau. Tots els espais i lletres repetides són llevades d'una paraula o frase, la qual serà despuix usada pel codificador per a escomençar l'abecedari sifrat. El final de l'abecedari sifrat serà el restant de l'alfabet en l'orde correcte pero sense repetir les lletres ya usades en la paraula clau. Per eixemple, si la paraula clau és CIPHER ("sifrat" en anglés), l'abecedari sifrat (codificat) seria el següent: (no s'ha inclós la ñ pero es podria incloure si es volguera).

abecedari normal: a b c d i f g h i j k l m n o p q r s t o v w x i z

abecedari sifrat: c i p h i r s t o v w x i z a b d f g j k l m n o q

Els eixemples anteriors són eixemples de sifrats per substitució monoalfabética, ya que solament usa un alfabet sifrat. És també possible fabricar sifrats per substitució polialfabética, a on s'usen varis alfabets sifrats. El còdic es compondria en dos o més alfabets sifrats usant qualsevol tècnica que s'elegira, i despuix se sifraria el mensage, alternant el tipo d'alfabet sifrat en cada lletra o paraula del mensage que es vullga sifrar. Açò faria que el mensage fora molt més complicat de dessifrar ya que el descifrador tindria que descobrir tots els alfabets sifrats usats.

Un atre eixemple de sifrat polialfabético per sifrat per substitució que és molt més complicat de dessifrar és el Sifrat de Vigenère, un innovador método per a codificar. En el quadrat que es forma en el sifrat de Vigenère, s'usen 26 tipos d'alfabets sifrats per a sifrar el text. Cada alfabet sofrix un canvi més sobre l'anterior a l'estil del método César a partir de l'alfabet original. El quadrat del sifrat de Vigenère es voria del següent modo:

                A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z
                B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A
                C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A
                B D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C
                I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D
                F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I
                G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F
                H I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G
                I J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H
                J K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I
                K L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J
                L M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K
                M N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L
                N O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M
                O P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N
                P Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O
                Q R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P
                R S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q
                S T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R
                T O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S
                O V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T
                V W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O
                W X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V
                X I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W
                I Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X
                Z A B C D I F G H I J K L M N O P Q R S T O V W X I

Per a usar el sifrat de Vigenère en codificar un mensage, primer devem elegir una paraula clau i despuix repetir-la fins que haja cobert el mensage (que volem sifrar) sancer. Eixa serà la nostra clau i l'usarem per a saber quin de tots els alfabets (ya que hi ha 26) anem a usar. Cada alfabet du el nom de la lletra que substituïx a la "A". Aixina l'alfabet en el que utilisem les B per a la A i la C per a la B, es nomenarà "B". Puix cada lletra de la paraula clau nos anunciarà en quin alfabet deurem sifrar eixa lletra del mensage. Per eixemple si la nostra paraula clau és WORD ("paraula" en anglés) i el mensage que volem codificar és I LOVE CRYPTOGRAPHY ("M'agrada la criptografia" en anglés) seria de la següent manera:

mensage: I LOVE CRYPTOGRAPHY

paraula clau: W ORDW ORDWORDWORDW (substituïm per la clau i es repetix si és necessari)

text sifrat:I ZFYA QIBLHFJNOGKU (utilisem cada lletra de la paraula clau per a saber qué alfabet utilisar per a sifrar cada lletra del mensage)

Algunes substitucions inclouen l'us de números en lloc de lletres. Un eixemple d'açò és el Gran Sifrat, a on els números s'usen per a representar sílabes. També hi ha un atre sifrat en el que s'utilisen números i inclou quatre parelles de combinacions de números per cada lletra basat en una paraula clau.

Els símbols també han segut usats en lloc dels números, reemplaçant lletres o sílabes. Un eixemple d'açò és l'alfabet Zodiaco, a on els símbols del zodiaco s'utilisen per a representar diferents lletres, per eixemple, el símbol del Sol substituiria a la A, Júpiter a la B, Saturn a la C. Els punts, les llínees o els guions també poden usar-se. Un eixemple seria el Còdic morse, que encara que realment no és un sifrat, usa punts i guions per a representar lletres. El sifrat francmasón usa un sistema de cuadrícula o llínees i punts per a establir símbols per a cada lletra. Hi ha atres métodos que inclouen la substitució de lletres de l'alfabet per símbols o punts i guions.

Sifrat per transposició

Vore també: Sifrat per transposició

En un sifrat per transposició, les lletres no es canvien per unes atres sino que es canvia l'orde d'estes. L'orde és alterat d'acort en un esquema ben definit. Molts sifrats per transposició es basen en un disseny geomètric. Un simple (i de nou fàcil de decodificar) método de sifrat és el d'escriure una paraula al revés (d'arrere cap a davant). Per eixemple: "Hola el meu nom és Parrita" seria "aloH im erbmon es atirraP". Una escítala és un instrument per a ajudar en el método de sifrat per transposició.

En un sifrat en forma de columna, el mensage original estarà llimitat a un rectàngul, d'esquerra a dreta i de dalt cap a avall. Despuix, es tria una clau per a assignar un número a cada columna del rectàngul per a determinar l'orde. El número corresponent a la lletra de la clau estarà determinat per la seua posició en l'alfabet, per eixemple, A és 1, B és 2, C és 3, etc. Per eixemple si la paraula clau és CAT ("gat" en anglés) i el mensage és THE SKY IS BLUE ("El cel és blau" en anglés), el procés seria el següent:

                         C A
                         T 3 1 20
                         T H I
                         S K I
                         I S B
                         L O I

Despuix, prenem les lletres per orde numèric i aixina és com transportaríem el mensage. Prenem la columna baix de la A primer, despuix la columna de C, i per últim la columna de T, i com resultat el mensage "The sky is blue" passaria a ser: HKSUTSILEYBE

En el método de sifrat per transposició chinenc, les lletres del mensage són escrites de dreta a esquerra i de dalt per a avall en columnes. Despuix, escomençant el primer renc, les lletres es prenen per a obtindre el nou text sifrat. Per eixemple, si el mensage que volem codificar és THE DOG RAN FAR ("El gos va córrer llunt" en anglés), el sifrat chinenc seria aixina:

                           R R G T
                           A A O H
                           F N D I

El text sifrat es llegiria: RRGT AAOH FNDE

Molts sifrats per trasposición són semblats a estos dos eixemples; normalment inclouen l'ordenament de les lletres en files i columnes i despuix es prenen d'alguna manera sistemàtica per a transportar-les. Atres eixemples són el "Paralel vertical" i el "Sifrat de trasposición doble".

Alguns algoritmes més complexos poden formar-se mesclant sifrats per substitució i per trasposición en un sifrat per producte; per eixemple el modern sifrat per blocs aixina com el DES que reitera en vàries fases la substitució i la trasposición.

Criptoanálisis dels sifrats clàssics

Els sifrats clàssics són normalment prou fàcils de dessifrar. Molts dels sifrats clàssics poden ser descodificados inclús si l'atacant solament coneix alguna cosa del text sifrat i aixina seran susceptibles d'un atac de text sifrat conegut. Alguns sifrats clàssics (com el Sifrat César) tenen menuts espais clau. Estos sifrats poden ser descodificados per un atac de força bruta, que és simplement provar en totes les combinacions. Els sifrats per substitució poden tindre un gran espai clau, pero són susceptibles a un anàlisis de freqüències, ya que per eixemple les lletres més freqüents en un text correspondrien a les més freqüents en un text sifrat. Els sifrats polialfabéticos com el sifrat de Vigenère prevenen un simple anàlisis per freqüències utilisant vàries substitucions. De totes formes, tècniques més alvançades com el método Kasiski poden dessifrar estos tipos de sifrats.

Per una atra part, els sifrats moderns estan dissenyats per a soportar atacs més potents que atacs per sol text sifrat. Un bon sifrat modern deu estar segur davant atacs potencials com text conegut d'atac i atacs de text elegit aixina com els atacs de text sifrat elegit. Per açò, l'atacant que vullga dessifrar el text no deuria poder trobar la clau inclús si sap una gran part del text i del text sifrat corresponent i inclús si ho pot seleccionar ell mateixa. El sifrat clàssic no satisfà estos objectius de seguritat i per això no és utilisat en aplicacions séries.

Vore també

• Història de la criptografia

Referències

• Hand Ciphers [1] archivat en Wayback Machine. Pencil-and-paper ciphers on Ciphermachines & Cryptology
• Trinity College Department of Computer Science: Historical Cryptography Information about many different types of encryption algorithms including substitution and transposition ciphers
• Singh, Simon. The Code Book The Science of Secrecy from Ancient Egypt to Quàntum *Cryptography. New York: Anchor, 2000.
• D'Agapeyeff, Alexander. Codes and Ciphers. Oxford UP, 1939.
• Laffin, John. Codes and Ciphers: Secret Writing through the Ages. Abelard-Schuman, 1964.
• Wrixon, Fred B. Codes, Ciphers, and Secret Languages. New York: Bonança Books, 1989.