O que é criptografia e como funciona?

Tempo de leitura estimado: 8 minutos

CriptografiaA criptografia tem uma longa história que remonta a quando os antigos gregos e romanos enviavam mensagens secretas substituindo letras apenas decifráveis ​​por uma chave secreta. Junte-se a nós para uma rápida aula de história e saiba mais sobre como funciona a criptografia.

Na edição de hoje da planejador Web, vamos dar um breve histórico de criptografia, como funciona e alguns exemplos de diferentes tipos de criptografia.

Os primeiros dias da criptografia

Criptografia 1CriptografiaOs gregos antigos usavam uma ferramenta chamada Scytale para ajudar a criptografar suas mensagens mais rapidamente usando uma cifra de transposição – eles simplesmente enrolavam a tira de pergaminho em volta do cilindro, escreviam a mensagem e depois, quando desenrolavam, não faziam sentido.

Esse método de criptografia pode ser facilmente quebrado, é claro, mas é um dos primeiros exemplos de criptografia que está sendo usada no mundo real.

Júlio César usou um método um pouco semelhante durante seu tempo, deslocando cada letra do alfabeto para a direita ou para a esquerda por várias posições – uma técnica de criptografia conhecida como cifra de César . Por exemplo, usando o exemplo abaixo, você escreveria “GEEK” como “JHHN”.

Plain:  ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Cipher: DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

Como apenas o destinatário da mensagem sabia a cifra, seria difícil para a próxima pessoa decodificar a mensagem, que pareceria algo sem sentido, mas a pessoa que tinha a cifra poderia facilmente decodificá-la e lê-la.

Outras cifras de criptografia simples, como o quadrado de Políbio, usavam uma cifra polifabética que listava cada letra com as posições numéricas correspondentes na parte superior e lateral, para indicar onde estava a posição da carta.

Criptografia 2Usando uma tabela como a acima, você escreveria a letra “G” como “23” ou “GEEK” como “23 31 31 43”.

Máquina Enigma

Maquina EnigmaDurante a Segunda Guerra Mundial, os alemães usaram a máquina Enigma para transmitir e receber transmissões criptografadas, o que levou anos antes que os poloneses conseguissem decifrar as mensagens e dar a solução às forças aliadas, o que foi fundamental para sua vitória.

A história da criptografia moderna

Vamos enfrentá-lo: técnicas modernas de criptografia podem ser um assunto extremamente entediante, então, em vez de apenas explicá-las com palavras, montamos uma história em quadrinhos que fala sobre a história da criptografia, inspirada pelo guia da AES de Jeff Moser .  Nota: claramente não podemos transmitir tudo sobre a história da criptografia em uma história em quadrinhos.

Naquela época, as pessoas não tinham um bom método de criptografia para proteger suas comunicações eletrônicas.Criptografia 3Lúcifer foi o nome dado a várias das primeiras cifras de blocos civis , desenvolvidas por Horst Feistele seus colegas da IBM.

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O Que CriptografiaO Data Encryption Standard (DES) é uma cifra de bloco (uma forma de criptografia secreta compartilhada) que foi selecionada pelo National Bureau of Standards como um FIPS ( Federal Information Processing Standard ) oficial para os Estados Unidos em 1976 e que subsequentemente desfrutou de ampla difusão. usar internacionalmente.

O Que Criptografia 1Preocupações com a segurança e a operação relativamente lenta de DES no software motivaram os pesquisadores a propor uma variedade de projetos alternativos de cifra de bloco, que começaram a aparecer no final dos anos 80 e início dos anos 90: exemplos como RC5 , Blowfish , IDEA , NewDES , SAFER , CAST5 e FEAL

O Que Criptografia 2Algoritmo De Criptografia

Algoritmo De Criptografia 1O Que é Criptografia

O algoritmo de criptografia Rijndael foi adotado pelo governo dos EUA como criptografia padrão de chave simétrica ou Advanced Encryption Standard (AES). AES foi anunciada pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) como US FIPS PUB 197 (FIPS 197) em 26 de novembro de 2001 após um processo de padronização de 5 anos em que quinze projetos concorrentes foram apresentados e avaliados antes de Rijndael ser selecionado como o mais algoritmo de criptografia adequado.

Desempenho do Algoritmo de Criptografia

Existem muitos algoritmos de criptografia, e eles são adequados a diferentes propósitos – as duas principais características que identificam e diferenciam um algoritmo de criptografia de outro são sua capacidade de proteger os dados protegidos contra ataques e sua velocidade e eficiência ao fazer isso.

Como um bom exemplo da diferença de velocidade entre os diferentes tipos de criptografia, você pode usar o utilitário de benchmarking incorporado no assistente de criação de volume do TrueCrypt – como você pode ver, o AES é de longe o tipo mais rápido de criptografia forte.

Desempenho Do Algoritmo De CriptografiaExistem métodos de criptografia mais lentos e mais rápidos, e todos são adequados para diferentes propósitos. Se você está simplesmente tentando descriptografar um pequeno pedaço de dados de vez em quando, pode usar a criptografia mais forte possível, ou até mesmo criptografá-la duas vezes com diferentes tipos de criptografia. Se você precisar de velocidade, você provavelmente gostaria de ir com o AES.

Para obter mais informações sobre o benchmarking de diferentes tipos de criptografia, confira um relatório da Universidade de Washington de St. Louis , onde eles fizeram uma tonelada de testes em rotinas diferentes e explicaram tudo em um artigo muito nerd.

Tipos de criptografia moderna

Todos os algoritmos de criptografia sofisticados de que falamos anteriormente são usados ​​principalmente para dois tipos diferentes de criptografia:

  • Os algoritmos de chave simétrica usam chaves de criptografia relacionadas ou idênticas para criptografia e descriptografia.
  • Os algoritmos de chave assimétrica usam chaves diferentes para criptografia e descriptografia – isso é geralmente chamado de Criptografia de chave pública.

Criptografia de chave simétrica

Para explicar esse conceito, usaremos a metáfora do serviço postal descrita na Wikipedia para entender como os algoritmos de chave simétrica funcionam.

Alice coloca sua mensagem secreta em uma caixa e bloqueia a caixa usando um cadeado para o qual ela tem uma chave. Ela então envia a caixa para Bob através do correio normal. Quando Bob recebe a caixa, ele usa uma cópia idêntica da chave de Alice (que de alguma forma obteve anteriormente, talvez por uma reunião cara a cara) para abrir a caixa e ler a mensagem. Bob pode então usar o mesmo cadeado para enviar sua resposta secreta.

Criptografia ModernaAlgoritmos de chave simétrica podem ser divididos em cifras de fluxo e cifras de bloco – cifras de fluxo criptografam os bits da mensagem um de cada vez, e cifras de bloco tomam vários bits, geralmente em blocos de 64 bits por vez, e os criptografam como uma única unidade. Há muitos algoritmos diferentes que você pode escolher – os algoritmos simétricos mais populares e bem respeitados incluem Twofish , Serpent , AES ( Rijndael ), Blowfish , CAST5 , RC4 , TDES e IDEA .

Criptografia Assimétrica

Em um sistema de chave assimétrica, Bob e Alice têm cadeados separados, em vez do cadeado único com várias chaves do exemplo simétrico. Nota: este é, obviamente, um exemplo extremamente simplista de como ele realmente funciona, o que é muito mais complicado, mas você terá a idéia geral.

Primeiro, Alice pede a Bob que envie seu cadeado aberto para ela através de correspondência normal, mantendo a chave para si mesmo. Quando Alice a recebe, ela a usa para bloquear uma caixa contendo sua mensagem e envia a caixa bloqueada para Bob. Bob pode então desbloquear a caixa com sua chave e ler a mensagem de Alice. Para responder, Bob deve, da mesma forma, pegar o cadeado aberto de Alice para trancar a caixa antes de enviá-la de volta para ela.

Criptografia Assim TricaA vantagem crítica em um sistema de chaves assimétricas é que Bob e Alice nunca precisam enviar uma cópia de suas chaves entre si. Isso impede que um terceiro (talvez, no exemplo, um funcionário postal corrupto) copie uma chave enquanto ela estiver em trânsito, permitindo que o terceiro espie todas as futuras mensagens enviadas entre Alice e Bob. Além disso, se Bob fosse descuidado e permitisse que outra pessoa copiasse sua chave, as mensagens de Alice para Bob seriam comprometidas, mas as mensagens de Alice para outras pessoas permaneceriam em segredo, já que as outras pessoas estariam fornecendo cadeados diferentes para Alice usar.

A criptografia assimétrica usa chaves diferentes para criptografia e descriptografia. O destinatário da mensagem cria uma chave privada e uma chave pública. A chave pública é distribuída entre os remetentes de mensagens e eles usam a chave pública para criptografar a mensagem. O destinatário usa sua chave privada em qualquer mensagem criptografada que tenha sido criptografada usando a chave pública do destinatário.

Há um grande benefício em fazer a criptografia dessa maneira, em comparação com a criptografia simétrica. Nós nunca precisamos enviar nada secreto (como a nossa chave de criptografia ou senha) em um canal inseguro. Sua chave pública vai para o mundo – não é secreta e não precisa ser. Sua chave privada pode ficar confortável e confortável em seu computador pessoal, onde você a gerou – ela nunca precisa ser enviada por e-mail em qualquer lugar ou lida por invasores.

Como a criptografia protege a comunicação na Web

Por muitos anos, o protocolo SSL ( Secure Sockets Layer ) tem protegido transações da web usando criptografia entre seu navegador da web e um servidor web, protegendo você de qualquer pessoa que possa estar bisbilhotando na rede no meio.

O próprio SSL é conceitualmente bem simples. Começa quando o navegador solicita uma página segura (geralmente https: //)
Como A Criptografia Protege A Comunica O Na Web

O servidor da web envia sua chave pública com seu certificado.
Como A Criptografia Protege A Comunica O Na Web 1
O navegador verifica se o certificado foi emitido por uma parte confiável (geralmente uma CA raiz confiável), se o certificado ainda é válido e se o certificado está relacionado ao site contatado.
Criptografia 4
Em seguida, o navegador usa a chave pública para criptografar uma chave de criptografia simétrica aleatória e a envia ao servidor com a URL criptografada necessária, além de outros dados HTTP criptografados.
Chave P Blica
O servidor da web descriptografa a chave de criptografia simétrica usando sua chave privada e usa a chave simétrica do navegador para descriptografar seus dados de URL e http.
Chave P Blica 1
O servidor web envia de volta o documento html solicitado e os dados http criptografados com a chave simétrica do navegador. O navegador descriptografa os dados http e o documento html usando a chave simétrica e exibe as informações.
Chave Sim Trica

Você aprendeu alguma coisa?

Conceito CriptografiaSe você chegou até aqui, estamos no final de nossa longa jornada para entender a criptografia e um pouco de como funciona – a partir dos primeiros dias de criptografia com os gregos e romanos, a ascensão de Lúcifer e, finalmente, como O SSL usa criptografia assimétrica e simétrica para ajudá-lo a comprar aquele coelho rosa fofo no eBay.

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