? JUDSON KNIGHT
Cryptology é o estudo tanto da criptografia, do uso de mensagens ocultas por códigos ou cifras, como da criptanálise, ou da quebra de mensagens codificadas. É quase tão antiga quanto a própria civilização, embora as cifras e códigos anteriores ao final do período medieval na Europa ocidental tendessem a ser extremamente simples pelos padrões de hoje. Os avanços na matemática tornaram possível o desenvolvimento de sistemas cada vez mais sofisticados. Outras melhorias na criptologia acompanharam a criação de exércitos modernos em pé e serviços de inteligência durante o século XIX. Após as guerras mundiais e a criação do computador, a criptologia entrou num estágio muito mais avançado, resultando na criação de códigos e cifras tão sofisticados que praticamente nenhuma quantidade de gênio humano sem o auxílio da tecnologia informática pode quebrá-los.
Criptologia Antiga
Exemplos precoces de criptologia podem ser encontrados no trabalho de escribas mesopotâmicos, egípcios, chineses e indianos. Nesses quatro berços da civilização, que surgiram durante
o período entre 3500 e 2000 a.c., poucas pessoas sabiam ler e escrever, portanto, a linguagem escrita era um código secreto em si mesma. Mais ocultação de significado por trás de hieróglifos opacos, cuneiformes ou ideogramas serviram para restringir ainda mais o público pretendido.
A especialização da escrita serviu, em dois casos, para impedir a transmissão dessas habilidades para as gerações posteriores. O conhecimento da escrita hieroglífica no Egito morreu, e sem a descoberta e decifração da Pedra de Rosetta no início do século XIX, a tradução de textos egípcios provavelmente não teria ocorrido até a era do computador – se é que teria acontecido. O fato de que a linguagem escrita das civilizações do vale do rio Indo na Índia antiga permanece por traduzir serve como prova de que os computadores não podem resolver todas as questões criptológicas sem um berço ou chave.
Grécia e Roma. Os estudiosos modernos sabem muito mais sobre sistemas criptológicos na Grécia e Roma do que nas civilizações anteriores. Os espartanos em cerca de 400 a.c. usaram um sistema criptográfico chamado scytale, no qual uma folha de papiro foi enrolada em torno de um cajado, uma mensagem foi escrita no comprimento do cajado, e então o papiro foi desembrulhado. Para ler a mensagem corretamente, o recipiente tinha que ter um cajado exatamente do mesmo diâmetro.
Dois séculos depois, o historiador grego Polybius introduziu o que ficou conhecido como o quadrado Polybius, uma grade de 5 x 5 que usava as 24 letras do alfabeto grego – um modelo para a cifra ADFGX usada pelos alemães na Primeira Guerra Mundial. empregou uma das primeiras cifras conhecidas, um sistema que envolvia um deslocamento de três letras para a direita: por exemplo, um texto simples Z tornar-se-ia um C, um A a D, e assim por diante.
Criptologia Medieval
Progresso na criptologia – como na maioria das outras áreas de estudo – chegou a um impasse virtual entre o declínio do Império Romano no século III e a ascensão do Islão no século VII. Os estudiosos árabes foram pioneiros na criptanálise, a resolução de cifras ou códigos sem a ajuda de uma chave, a partir do século oitavo. Em 1412, al-Kalka-shandi publicou um tratado no qual introduziu a técnica, mais tarde tornada famosa para o público popular por Edgar Allan Poe em “The Gold Bug”, de resolver uma cifra baseada na relativa frequência de letras na língua.
Nessa altura, a criptologia tinha começado a avançar novamente na Europa, onde as cidades-estado italianas utilizavam códigos secretos para as suas mensagens diplomáticas no século XIV. As mensagens eram transportadas a cavalo, e mesmo em tempo de paz, as estradas da Europa estavam atormentadas por ladrões de estradas, pelo que o segredo na comunicação era da maior importância.
Os progressos no aprendizado matemático a partir do século XII ajudaram a esses avanços. No início do século XIII, o matemático italiano Leonardo Fibonacci introduziu a seqüência Fibonacci, em que cada número é a soma dos dois anteriores: 1, 1, 2, 3, 5, 8, e assim por diante. A seqüência de Fibonacci seria altamente influente na criptologia: mesmo no final do século XX, alguns sistemas criptológicos se baseavam em uma máquina eletrônica chamada gerador de Fibonacci, que produzia números em uma seqüência de Fibonacci.
No final do século XV, outro influente matemático italiano, Leon Battista Alberti, publicou um trabalho no qual ele introduziu a idéia de um disco de cifra. Este último é um dispositivo de codificação e descodificação de mensagens através do uso de rodas concêntricas impressas com caracteres alfabéticos e numéricos. Mesmo no final do século XIX, os criptógrafos usavam discos criptográficos baseados no modelo pioneiro de Alberti.
The Early Modern Era (1500-1900)
Devido à sua natureza secreta, criptografia – uma palavra baseada em raízes gregas que significa “escrita secreta” – há muito tempo que era
associado ao ocultismo, e um ocultista que desenvolveu a arte foi o monge alemão Trithemius do início do século XVI. Trithemius desenvolveu uma tabela na qual cada linha continha todas as letras do alfabeto, mas cada linha sucessiva foi deslocada por uma letra. A primeira letra de texto simples seria codificada usando a primeira linha, a segunda letra usando a segunda linha, e assim por diante. No final dos anos 1500, o criptógrafo francês Blaise de Vigenère adaptou a tabela Trithemius para sua própria tabela Vigenère, que no século XX se tornou a base para o padrão de criptografia de dados amplamente utilizado, ou DES.
Por volta do século XVIII e início do XIX, a criptografia tinha se tornado amplamente utilizada na Europa, onde os governos empregavam escritórios especiais chamados “câmaras negras” para decifrar comunicações interceptadas. Na América, Thomas Jefferson desenvolveu uma roda de cifras no início da década de 1840, e Samuel F. B. Morse introduziu uma máquina que teria um vasto impacto na criptologia: o telégrafo. Até então, toda comunicação codificada ou cifrada tinha sido escrita e levada à mão, e o telégrafo marcou o primeiro meio de transmissão remota. Também empregou um dos códigos mais famosos do mundo, o código Morse, e ajudou a influenciar o interesse popular generalizado pela criptografia. (Não é por acaso que a escrita ficcional de Poe sobre criptologia coincidiu com esta era.)
Nos anos 1850, Charles Wheatstone e Lyon Playfair introduziram o sistema Playfair, que usava um quadrado Polybius e letras encriptadas em pares. Este emparelhamento tornava a decifração mais difícil, pois era menos fácil ver com que frequência certas letras apareciam. O sistema Playfair revelou-se tão eficaz que os Aliados o utilizaram de forma limitada contra os japoneses durante a Segunda Guerra Mundial. Apesar destes avanços da época, a criptografia ainda estava longe de ser avançada durante a Guerra Civil Americana. A Confederação estava tão desfavorecida no domínio da criptografia que seu governo às vezes publicava mensagens não decifradas da União em jornais com um pedido de ajuda dos leitores para decifrá-las.
O século XX
No início do século XX, outra invenção, o rádio, teve um efeito profundo na criptografia, melhorando muito a capacidade dos remetentes de transmitir mensagens para áreas remotas. A Primeira Guerra Mundial marcou um divisor de águas na criptografia. Não só foi o primeiro grande conflito em que o rádio foi usado, como foi o último em que um grande poder falhou em empregar comunicações criptográficas. Na Frente Leste, os russos enviaram mensagens não codificadas que foram facilmente interpretadas por oficiais da inteligência de língua russa do lado alemão e austríaco, levando a uma vitória maciça das Potências Centrais em Tannenberg em 1914.
A guerra também marcou a estreia da cifra ADFGX dos alemães, que era tão sofisticada que os criptanalistas franceses só a decifraram por um dia, após o que os alemães mudaram novamente a chave. Mas a dimensão criptográfica da guerra não pertencia inteiramente às Potências Centrais. A inteligência de sinais britânica rachou a cifra alemã e interceptou uma mensagem do ministro alemão das Relações Exteriores Arthur Zimmermann para o presidente mexicano, prometendo devolver territórios que o México havia perdido para os Estados Unidos na Guerra do México se o país atacasse os Estados Unidos. Informado do telegrama de Zimmermann, o presidente Woodrow Wilson declarou guerra à Alemanha.
Também em 1917, o engenheiro americano Gilbert S. Vernam desenvolveu o primeiro significativo dispositivo automatizado de encriptação e decriptação quando reuniu uma máquina criptográfica eletromagnética com um telegrafista. Um ano depois, o Major Joseph O. Mauborgne do Exército dos Estados Unidos inventou o bloco único, no qual o remetente e o recebido possuem blocos idênticos de folhas de cifra que são usados uma vez e depois destruídos – um sistema praticamente inquebrável. A Primeira Guerra Mundial também viu o desenvolvimento de uma máquina de cifras por Edward Hebern, que tentou vender sua idéia para a Marinha dos EUA. A Marinha rejeitou o sistema de Hebern, que mais tarde foi levado pelos japoneses e usado na Segunda Guerra Mundial. Na época dessa guerra, Hebern havia desenvolvido Mark II (SIGABA), que se tornou o sistema de cifras mais seguro dos EUA durante o conflito.
As vitórias criptológicas aliadas contra o Eixo na Segunda Guerra Mundial há muito foram celebradas na comunidade de inteligência, e poucos receberam mais aclamação do que a rachadura do código Enigma alemão. A máquina Enigma dos alemães, inventada pelo engenheiro elétrico alemão Arthur Scherbius na mesma época em que Hebern introduziu seu dispositivo, foi uma criação complexa na qual os ajustes variáveis dos rotores e das tomadas determinavam as chaves. A sua resolução foi uma grande vitória para os Aliados, que mantiveram em segredo o facto de terem rachado o sistema de modo a continuarem a explorá-lo. A rachadura dos códigos também ajudou às vitórias no Norte de África e no Pacífico. Ao mesmo tempo, o uso americano de codetalkers transmitindo mensagens cifradas na língua indígena Navajo tornava suas transmissões indecifráveis para o japonês.
A era do computador. O trabalho criptológico americano durante a Segunda Guerra Mundial contribuiu para o desenvolvimento de uma máquina, o computador, que revolucionaria a criptologia ainda mais do que o telégrafo ou o rádio tinham feito anteriormente. A maioria dos avanços criptológicos desde a guerra tem envolvido, ou feito uso de computadores. Um quarto de século após o fim da guerra, no início dos anos 1970, os engenheiros elétricos americanos Martin Hellman e Whitfield Diffie introduziram a idéia de cifras assimétricas ou de chave pública, que são extremamente difíceis de quebrar. Isso levou ao desenvolvimento do algoritmo RSA (nomeado por seus criadores, Rivest, Shamir e Adelman) no Massachusetts Institute of Technology em 1977.
Além disso, em 1977, o governo federal americano introduziu o DES, um algoritmo de transposição-substituição tão complexo que parecia um meio seguro de guardar dados de computador. Dado que o DES tinha cerca de 256 chaves possíveis (um número aproximadamente equivalente a um 1 seguido de 17 zeros), ele parecia inquebrável na época. No início dos anos 90, no entanto, grandes aumentos na velocidade de processamento dos computadores tornaram possível aos hackers quebrar o DES usando meios de “força bruta”, ou seja, tentando todos os valores possíveis para uma determinada cifra até encontrar uma solução. Para se proteger contra esses ataques, novos algoritmos AES (Advanced Encryption Standard) foram desenvolvidos para substituir o DES.
Advances in computers, and in communication by electronic means over the Internet, tanto habilitaram como necessitaram de progresso na criptologia. Por exemplo, o comércio eletrônico requer sistemas sofisticados de criptografia para proteger as informações do cartão de crédito dos usuários. Da mesma forma, a comunicação digital via telefones celulares requer criptografia para evitar a interceptação fácil de chamadas telefônicas. Os desenvolvimentos dos anos 90 incluem o PGP (Pretty Good Privacy) de Phil Zimmermann para proteger as comunicações por e-mail.
? LEITURA AINDA:
BOOKS:
Beutelspacher, Albrecht. Criptologia: Uma Introdução à Arte e Ciência de Encriptar, Encriptar, Esconder, Esconder e Salvaguardar Descrita Sem Qualquer Caveira Arcana, Mas Não Sem Ardiloso Abanar para a Delectação e Instrução do Público em Geral. Washington, D.C.: Mathematical Association of America, 1994.
Haldane, Robert A. The Hidden War. Nova York: St. Martin’s Press, 1978.
Kahn, David. Kahn on Codes: Segredos da Nova Criptologia. Nova York: Macmillan, 1983.
Konheim: Macmillan, 1983.
Konheim, Alan G. Cryptography, a Primer. Nova York: Wiley, 1981.
Lubbe, J. C. A. van der. Métodos Básicos de Criptografia. New York: Cambridge University Press, 1995.
Melton, H. Keith. The Ultimate Spy Book. New York: DK Publishing, 1996.
VER TAMBÉM
ADFGX Cipher
Cryptology and Number Theory
GSM Encryption
Pretty Good Privacy (PGP)