Cifra de César

Imagem: Gobierno Danilo Medina · BY-NC-ND · Openverse

A transformação pode ser representada alinhando-se dois alfabetos; o alfabeto cifrado é o alfabeto normal rotacionado à direita ou esquerda por um número de posições. Por exemplo, aqui está uma cifra de César usando uma rotação à direita de três posições (o parâmetro de troca, três neste caso, é usado como chave). Para criptografar uma mensagem, deve-se simplesmente observar cada letra da mensagem na linha "Normal" e escrever a letra correspondente na linha "Cifrado". Para descriptografar, deve-se fazer o contrário. A criptografia também pode ser representada usando aritmética modular, primeiro transformando as letras em números, de acordo com o esquema: A = 0, B = 1,… , Z = 25. A criptografia de uma letra x {\displaystyle x} por uma troca fixa n pode ser descrita matematicamente como A descriptografia é feita de modo similar, (Há diferentes definições para a operação módulo. Acima, o resultado está no intervalo 0...25. Ou seja, se x+n ou x-n não estiverem no intervalo 0...25, deve-se subtrair ou adicionar 26.)

A cifra de César foi nomeada em homenagem a Júlio César que, segundo Suetónio, a usava com uma troca de três posições para proteger mensagens de significado militar. Ainda que o uso deste esquema por César tenha sido o primeiro a ser registrado, é sabido que outras cifras de substituições foram utilizadas anteriormente. Seu sobrinho, Augusto, também usou a cifra, mas com troca de uma posição à direita e não fechava em torno do começo do alfabeto: Existem evidências de que Júlio César usava sistemas mais complicados também, e um escritor, Aulus Gellius, refere-se a um tratado (agora perdido) em suas cifras: É desconhecido o quão efetiva era a cifra de César nesta época, mas é provável que fosse razoavelmente segura, ainda mais porque a maioria dos inimigos de César eram analfabetos e outros presumiam que as mensagens estavam escritas em uma língua estrangeira desconhecida. Presumindo que um inimigo pudesse ler a mensagem, não existem registros daquela época de nenhuma técnica para a solução de cifras de substituição simples. Os registros sobreviventes mais recentes datam dos trabalhos de Alquindi no século IX, no mundo árabe, com a descoberta da análise de frequência.

A cifra de César pode ser facilmente decifrada mesmo em um cenário que se tenha apenas o texto cifrado. Duas situações podem ser consideradas: No primeiro caso, a cifra pode ser decifrada usando as mesmas técnicas usadas para resolver qualquer outro tipo de cifra de substituição simples, como a análise de frequência ou verificando os padrões de palavras. Enquanto resolve, é provável que o atacante rapidamente perceba a regularidade da solução e deduza que a cifra de César é o algoritmo específico empregado. No segundo exemplo, decifrar o esquema é ainda mais fácil. Uma vez que existe apenas um número limitado de rotações possíveis (26 em português, se desconsiderarmos o uso de cedilha e letras acentuadas), cada uma pode ser testada por turno num ataque de força bruta. Uma forma de conseguir o enunciado é escrevendo uma parte do texto cifrado em uma tabela com todas as trocas possíveis — uma técnica às vezes conhecida como "completar os componentes normais". O exemplo dado refere-se ao texto cifrado "ExeuyiEksve"; o texto decifrado é instantaneamente reconhecido olhando a tabela, na troca de quatro posições. Outra forma de executar este método é escrever abaixo de cada letra do texto cifrado o alfabeto inteiro ao contrário, começando por aquela letra. Este ataque pode ser acelerado usando tiras preparadas com o alfabeto escrito nelas em ordem reversa. As tiras são então alinhadas com o texto cifrado em uma linha, e o texto normal deve aparecer em uma das outras linhas resultantes.