Concetti Chiave
- I cifrari a sostituzione sostituiscono le lettere dell'alfabeto tramite uno spostamento, con il cifrario di Cesare come esempio famoso.
- I cifrari a trasposizione utilizzano una matrice quadrata per disporre il testo in chiaro e inserire la chiave nella prima riga senza ripetizioni.
- La macchina Enigma, sviluppata nel 1923, cripta messaggi variabili quotidianamente, richiedendo una macchina identica per la decifratura.
- La crittografia simmetrica usa algoritmi reversibili con una sola chiave, mentre la crittografia asimmetrica impiega due chiavi distinte, pubblica e privata.
- La crittografia quantistica sfrutta fotoni polarizzati per condividere chiavi segrete, rilevando eventuali intercettazioni grazie alle leggi della fisica quantistica.
Cifrari a sostituzione e trasposizione
Cifrari a sostituzione: con questa tecnica ogni lettera viene sostituita con un'altra lettera attraverso lo spostamento dell'alfabeto di n lettere dell’alfabeto. Una famosa implementazione di questa tecnica è il cifrario di Cesare.
Cifrari a trasposizione: con tale tecnica si utilizza una matrice quadrata con il testo in chiaro scritto sequenzialmente per riga e la chiave viene inserita nella prima riga della matrice senza lettere ripetute.
Macchina enigma e il suo funzionamento?
Macchina enigma (1923): si tratta di una macchina elettromeccanica, che permette la trasmissione di un messaggio criptato in modo diverso ogni giorno e trasmesso telegraficamente, il destinatario, una volta ricevuto il messaggio deve decifrarlo utilizzando la stessa macchina. Enigma era provvista di una tastiera simile a quella di una macchina da scrivereere che veniva usata per digitare il testo. Il movimento meccanico di ogni tasto faceva ruotare in modo diverso 3 o 4 rotori, dischi coassiali con delle lettere sul bordo e dei contatti interni che formano la chiave di criptatura.
Crittografia simmetrica e asimmetrica
Crittografia simmetrica: tale tecnica utilizza algoritmi sia su hardware sia su software; un ruolo importante lo riveste il DES (Data Encription Standard, anche oggi è largamente utilizzato e da esso derivano il Triple-DES e l'AES Ogni iterazione è reversibile, pertanto per la decifrazione basta eseguire l’algoritmo al contrario.
Crittografia a chiave pubblica: tale tecnica prevede un algoritmo di cifratura del testo che utilizza una chiave pubblica e uno di decifratura con una chiave privata. Ogni utente può avere due chiavi diverse una pubblica e una privata, per questo motivo viene detta crittografia asimmetrica. La forza di questi metodi sta nel fatto che è difficile dedurre la chiave privata a partire da quella pubblica. Gli algoritmi a chiave pubblica sono basati su funzioni matematiche piuttosto che su sostituzioni e permutazioni. Uno degli algoritmi a chiave pubblica più noti è l’RSA.
Crittografia a blocchi e quantistica
Crittografia a blocchi monouso: questa tecnica prevede che il testo da cifrare venga codificato in binario e sia di lunghezza pari a quella della chiave casuale, anch'essa in notazione binaria. Il testo cifrato si ottiene effettuando l’operazione logica XOR tra la codifica binaria del testo in chiaro e la chiave.
Crittografia quantistica: si basa sulla trasmissione di fotoni polarizzati, per distribuire le chiavi crittografiche segrete attraverso un canale in fibra ottica, questa tecnica viene quindi utilizzata per scambiare chiavi segrete e non testi. Il suo punto di forza è quello di permettere il controllo della comunicazione in modo che qualora un intruso intercettasse la comunicazione della chiave, il mittente e il destinatario si renderebbero conto di tale operazione e la interromperebbero, poiché secondo la fisica quantistica non si possono acquisire informazioni sullo stato di un fotone senza modificarlo. Un protocollo per l’utilizzo di questa tecnica è il BB84 che prevede due canali di trasmissione uno per la chiave e uno per il testo.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra cifrari a sostituzione e cifrari a trasposizione?
- Come funziona la macchina Enigma nella crittografia?
- Qual è la principale caratteristica della crittografia asimmetrica?
- In cosa consiste la crittografia quantistica e quali sono i suoi vantaggi?
I cifrari a sostituzione sostituiscono ogni lettera con un'altra lettera, come nel cifrario di Cesare, mentre i cifrari a trasposizione utilizzano una matrice per riorganizzare le lettere del testo in chiaro, inserendo la chiave nella prima riga senza lettere ripetute.
La macchina Enigma, utilizzata nel 1923, è un dispositivo elettromeccanico che cripta messaggi in modo variabile ogni giorno. Il mittente digita il testo su una tastiera, e il movimento dei rotori meccanici genera la chiave di criptatura necessaria per decifrare il messaggio da parte del destinatario.
La crittografia asimmetrica utilizza due chiavi diverse: una pubblica per cifrare il testo e una privata per decifrarlo. Questo metodo rende difficile dedurre la chiave privata dalla chiave pubblica, come dimostrato dall'algoritmo RSA.
La crittografia quantistica utilizza fotoni polarizzati per distribuire chiavi segrete attraverso un canale in fibra ottica. Il suo vantaggio principale è la capacità di rilevare eventuali intercettazioni, poiché qualsiasi tentativo di acquisire informazioni sullo stato di un fotone ne modifica la condizione, avvisando così mittente e destinatario.
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