Calliope’s Weblog

Codurile se pot sparge întotdeauna, însã variazã dupã cât de complicate sunt si cât timp și efort cer. În cazul mașinii Enigma, de exemplu, încifrarea mesajelor era deosebit de complexă, și se putea face într-un miliard de feluri. Asta înseamnã cã spargerea lor era virtual imposibilã

Un cifru polialfabetic (cod) este orice cifru bazat pe substituție, folosind mai multe alfabete de substituţie. Cifrul Vigenere este probabil cel mai cunoscut exemplu de cifru polialfabetic, deşi este un caz special simplu.

Masina Enigma este mai complexă, dar esenţialmente un cifru cu substituţie polialfabetică. În criptografie, criptarea este procesul de ascundere a informației pentru a o face ivizibilă fără cunoştinţe speciale. Criptarea a fost folosită pentru protejarea comunicaţiilor de secole dar doar organizaţii sau indivizi cu necesităţi de intimitate extraordinare s-au preocupat de a o implementa.

Criptarea poate fi folosită pentru a asigura discreţia şi/sau intimitatea, dar şi alte tehnici sunt necesare pentru a face comunicaţiile sigure, în mod particular verificarea integrităţii şi autenticităţii unui mesaj. De exemplu în prezent criptarea sau ascunderea codului de software este folosit în protecţia copierii de software împotriva ingineriei inverse, analiza aplicaţiilor neautorizată, crack-uri şi pirateria software.

Criptografia reprezintă o ramură a matematicii care se ocupă cu securizarea informaţiei precum şi cu autentificarea şi restricţionarea accesului într-un sistem informatic. În realizarea acestora se utilizează atât metode matematice, cât şi metode de criptare cuantică. Termenul criptografie este compus din cuvintele de origine greacă κρυπτός kryptós (ascuns) şi γράφειν gráfein (a scrie). Până în vremurile moderne, termenul criptografie se referea aproape exclusiv la criptare, procesul de conversie a informaţiei obişnuite (text în clar) într-un text neinteligibil (text cifrat).

Decriptarea este inversul, trecerea de la textul cifrat, neinteligibil, în text clar. Un cifru este o pereche de algortimi care efectuează atât această criptare cât şi decriptarea. Modul de operare detaliat al unui cifru este controlat de algoritm şi de o cheie. Această cheie este un parametru secret (în mod ideal, cunoscut doar celor care comunică) pentru contextul unui anume schimb de mesaje. Criptarea încearcă să asigure secretul comunicaţiilor cum sunt cele între spioni, lideri militari, şi diplomati, dar a avut şi aplicaţii religioase. De exemplu, vechii creştini foloseau criptografia pentru a ascunde unele aspecte ale scrierilor lor religioase pentru a evita persecuţiile ce i-ar fi aşteptat dacă ar fi fost mai puţin atenţi; numărul 666 sau, în unele manuscrise mai vechi, 616, Numărul fiarei din apocalipsă, este uneori considerat a fi o referinţă la împăratul roman Nero, ale cărui politici includeau persecuţia creştinilor. Există şi referinţe, chiar mai vechi, la anumite cifruri evreieşti.

Stenografia (ascunderea existenţei mesajului) a fost şi ea dezvoltată în antichitate. Unul din primele exemple, de la Herodot, implica ascunderea unui mesaj tatuat pe capul unui sclav ras – sub părul crescut după tatuare. Exemple mai moderne de steganografie includ utilizarea de cerneală invizibilă, micropuncte, şi watermarketing digital. Diferite dispozitive fizice au fost folosite pentru a ajuta lucrul cu cifrurile. Una din primele modalităţi a fost Scytalul din Grecia antică, un sul folosit probabil de spartani ca ajutor la criptarea şi decriptarea cu un cifru cu transpoziţie. În epoca medievală, au fost inventate şi alte unelte, cum ar fi grila de cifru, folosită şi pentru un fel de steganografie. Inventarea cifrurilor polialfabetice, a declanşat inventarea unor unelte mai sofisticate, cum ar fi discul lui Alberti, schema cu tabula recta a lui Johannes Trithemius, şi multicilindrul luiThomasJefferson (reinventat independent de Etienne Bazeries pe la 1900).

Unele aparate macanice de criptare/decriptare au fost inventate la începutul secolului al XX-lea, printre care s-au numărat maşinile rotitoare – cea mai celebră fiind mașina Enigma folosită de Germania în al doilea razboi mondial. Cifrurile implementate de maşini similare dar îmbunătăţite au adus o creştere a dificultăţii criptanalizei după al doilea război mondial.

Dezvoltarea electronicii şi a calculatoarelor numerice după al doilea război mondial au făcut posibile cifruri mult mai complexe. Mai mult, calculatoarele au permis criptarea oricărui fel de date reprezentate de calculator în format binar, spre deosebire de cifrurile clasice care criptau doar texte în limbaj scris, dizolvând utilitatea abordării lingvistice a criptanalizei în multe cazuri. Multe cifruri informatice pot fi caracterizate prin operarea pe secvenţe de biti (uneori pe grupuri sau blocuri), spre deosebire de schemele clasice şi mecanice, care manevrează caractere tradiţionale (litere şi cifre) direct. Totuşi, calculatoarele au ajutat şi criptanaliştii, ceea ce a compensat până la un punct creşterea complexităţii cifrurilor. Cu toate acestea, cifrurile moderne bune au rămas cu un pas înaintea criptanalizei; este cazul de obicei ca utilizarea unui cifru de calitate să fie foarte eficientă (rapidă şi puţin costisitoare în ce priveşte resursele), în timp ce spargerea cifrului să necesite un efort cu multe ordine de mărime mai mare, făcând criptanaliza atât de ineficientă şi nepractică încât a devenit efectiv imposibilă.

Mașina Enigma, folosită în câteva variante de armata germană după anii 1920 şi până la sfârşitul celui de-al doilea razboi mondial, implementa un cifru polialfabetic electro-mecanic complex pentru a proteja comunicaţiile sensibile. Spargerea codurilor mașinii Enigma de către Biuro Szyfrow, şi ulterior, decriptarea pe scară largă a traficului Enigma la Bletchley Park, a fost un important factor ce a contribuit la victoria Aliaţilor în război.

Mașina Enigma era o combinație de părți mecanice și electrice. Principalele

ei componente erau:

• Tastatura (Key board): o tastatură obișnuită similară cu cea pentru

Mașinile de scris.

• Placa cu lămpi (Lamp board): asemănătoare unei tastaturi cu lămpi în loc de taste. Pe lămpi erau tipărite literele alfabetului ce deveneau visibile prin aprinderea lămpii corespunzătoare.

• Placa cu comutatoare (Switch board): mufe (prize) câte una pentru fiecare literă, ce se conectau prin fire în 6 perechi. Această componentă fusese adaugată de germani pentru

a crește securitatea mașinii.

• Trei roți (Rotating drums): se mai numeau rotoare (roți detașabile) fiecare dintre ele avănd câte un set de 26 de contacte, câte unul pentru fiecare literă a alfabetului.

• Roata reflectoare (Reflecting drum): roată fixă identică cu celelalte 3, având un set de 26 de contacte grupate în perechi.

• Cabluri (Wiring): asigurau conexiunile între taste ¸si lămpi precum și între lămpi și primul rotor, între primul rotor și al doilea, al doilea și al treilea, al treilea și roata reflectoare.

• Baterie (Battery): pentru alimentarea circuitelor electrice.

Operarea mașinii Enigma

În primul rând toți operatorii aveaua mașini identice (pentru asigurarea inter-operabilității). Inițierea criptării unui mesaj se făcea în 2 pași:

• Pasul 1: setarea mașinii – operație ce consta în fixarea ordinei și poziției fiecărui rotor precum și alegerea celor 6 perechi de conectate prin placa cu comutatoare (switch board).

Toate aceste setări erau înscrise în manuale de operare (code books), setări ce se schimbau de regulă zilnic. Fiecare operator avea câte un exemplar. De fapt, aceste setări constituiau cheia criptosistemului Enigma.

• Pasul 2: scrierea propriu-zisă a mesajului – pentru criptarea mesajului operatorul apăsa pe tasta corespunzătoare primei litere din textul necodat (să zicem ”D”). În acest moment se aprindea o lampă (să zicem ”U”) corespunzăoare codificării. Repetând și pentru celelalte litere, rezulta textul codat. Unu din atributele extrem de important al mașinii

Enigma era că cheile de cifrare și cele de decifrare erau aceleași. Cu alte cuvinte dacă la ”transmitere” ”D” se transforma în ”U”, la ”destinație ”U” se transforma în ”D” (folosind bine-nțeles aceleași setări ale mașinii).

Elementul esențial al Enigmei era faptul cã încifrarea se fãcea în întregime de cãtre masinã, deci ar fi fost aprope de neimaginat sã fie spartã de inteligența umanã. Principala slãbiciune a codului era faptul cã o literã nu era codatã niciodatã ca ea însãsi, astfel “a” nu reprezenta niciodata “a”, ceea ce le oferea decodorilor un avantaj.
Enigma avea diferite moduri de functionare. Cel care primea mesajul trebuia sa-si seteze masina în acelasi fel ca transmitãtorul pentru a putea citi mesajul.