Criptografía clásica. – Numerentur.org

En la criptografía clásica existen varias técnicas básicas de cifrado que se han utilizado desde el principio de nuestra civilización hasta mediados del siglo pasado, éstas son:

Sustitución.

En esta técnica de cifrado se establece una correspondencia entre los signos del alfabeto en el que está escrito el mensaje original y los elementos de otro alfabeto que puede ser el mismo o distinto. El mensaje cifrado tiene el mismo orden, cantidad de signos y estructura que el mensaje original, pero las palabras no tienen significado salvo que se conozca la equivalencia de los nuevos caracteres. El emisor y receptor deben establecer las condiciones y alfabeto a utilizar. El primer método conocido es el de Polybios, del siglo II ane.

Aunque existen muchas variantes podemos considerar los siguientes tipos básicos:

Monoalfabética.

Se establece una equivalencia entre alfabetos signo a signo. Para identificar el algoritmo se puede utilizar el análisis de frecuencias. Uno de los primeros en utilizar este cifrado fue Julio Cesar, lo podemos ver en el siguiente ejemplo:

Alfabeto

Alteración

Mensaje Original

Mensaje Cifrado

Polialfabética.

La sustitución se aplica carácter a carácter y varía en función de la posición que ocupe éste dentro del texto claro. En realidad se utilizan varios alfabetos, realizándose múltiples sustituciones monoalfabéticas. Un mismo signo o letra, puede ser representado en un mismo mensaje con más de un carácter. La forma de operar es la siguiente: Se toman las letras del mensaje original, fijándonos en las columnas, y se cruzan con la letra que le corresponde con clave utilizada que está situada en las filas. La primera vez que se conoce un instrumento para este cifrado es el realizado por León Battista Alberti en 1.466, denominado Disco de Alberti.

En el ejemplo, el cifrado Vigenère o Della Porta, posterior al de Alberti.

Alfabeto

Mensaje original

Clave

Mensaje Cifrado

Ejemplo de Cifrado Vigenère en lenguaje Java

Ejemplo de Cifrado Polybios en lenguaje Java

Homófonica

Para evitar el análisis de frecuencias surge la sustitución Homofónica, esta permite establecer una equivalencia múltiple de varios signos respecto a uno sólo del mensaje original. Sin embargo, esto no quiere decir que sea invulnerable, las letras tienen ciertas características que, aun con mayor dificultad, revelarían la correspondencia. A diferencia de los cifrados polialfabéticos, cada uno de los números del ejemplo anterior se correspondería con una única letra, no variando el significado de cada elemento del texto cifrado en su correspondencia con el texto claro.

Un ejemplo cercano es el utilizado en la guerra civil Española (1.936-1.939), denominado Spanish Strip Cipher (SSC) aunque se utilizada desde el siglo XIX Este método es un cifrado de sustitución, en el que una letra de texto en claro se le puede asignar entre tres o cinco homófonos en el texto cifrado. En la fotografía una herramienta realizada con materiales de bajo coste.

Uno de los más conocidos es el utilizado por el ejército EE.UU. en la segunda guerra mundial. Para ello “alistaron”, de sus reservas, a 30 indios Navajos, estrategia similar a la seguida en la 1ª guerra mundial con los Cherokee. El objetivo era provocar dos dificultades:

Japón desconocía el idioma.
El idioma Navajo tiene tres formas distintas para las seis primeras letras más frecuentes del inglés, dos para las seis siguientes y una para el resto.

Si hubiese sido un indio Navajo estaría muy cabreado, en el 2.001 fue cuando les otorgaron una medalla por los servicios prestados (un poco tarde) y suponiendo que matar tenga premio.

En el ejemplo se toma nuestro alfabeto y se altera el orden de las letras, construyéndose una matriz donde se asigna un dígito aleatorio en la intersección de las mismas. La disposición del alfabeto, en columnas y de la clave en las filas es aleatoria así como el valor de la intersección.

	Ejemplo Homofónico
	A	T	C	D	H	F	G	E	K	O	I	V	Z	N	Ñ	J	R	W	P	S	B	Q	L	U	X	Y	M
A	274	650	380	353	326	299	278	245	494	461	440	915	413	487	468	433	908	406	379	224	834	657	622	595	568	932	293
T	137	642	388	361	334	307	270	253	502	453	448	923	421	394	367	340	313	264	259	232	138	641	638	611	584	948	802
C	920	659	383	356	329	302	275	248	485	470	431	906	404	377	350	323	296	281	242	215	830	661	618	591	564	928	803
D	838	653	626	599	572	936	545	518	491	464	437	912	410	620	593	566	930	539	512	221	831	660	619	592	565	929	351
H	132	645	385	358	331	304	273	250	804	324	297	280	243	216	189	337	310	267	256	229	839	652	627	600	573	937	498
F	921	646	389	362	335	308	269	254	805	457	193	166	846	390	363	336	309	268	255	228	135	644	386	359	332	305	634
G	833	658	621	594	567	931	540	513	806	607	192	165	845	526	499	456	445	850	418	391	828	663	616	589	562	926	496
E	283	648	382	355	328	301	276	247	807	459	191	164	832	637	610	583	947	556	529	226	199	172	145	108	685	712	808
K	282	649	381	354	327	300	277	246	495	460	441	916	414	636	609	582	800	555	528	225	198	171	144	809	684	711	109
O	829	662	617	590	563	927	536	509	482	473	428	903	401	374	347	320	801	284	239	212	185	158	131	110	671	698	810
I	840	651	628	601	574	938	547	520	493	462	439	914	412	486	469	432	907	405	378	223	196	169	142	811	682	709	111
V	844	647	632	605	578	942	551	524	497	458	443	918	416	633	606	579	943	552	525	227	200	173	146	112	686	713	812
Z	136	643	387	360	333	306	271	252	501	454	447	922	420	393	366	339	312	265	258	231	204	177	150	113	690	717	813
N	837	654	625	598	571	935	544	517	490	465	436	911	409	631	604	577	941	550	523	220	444	919	417	814	679	706	114
Ñ	836	655	624	597	570	934	543	516	489	466	435	910	408	630	603	576	940	549	522	219	580	944	553	815	678	705	115
J	207	180	153	100	693	720	542	515	488	467	434	909	407	629	602	575	939	548	521	218	442	917	415	116	677	704	816
R	197	170	143	101	683	710	541	514	635	608	581	945	554	527	500	455	446	851	419	392	365	163	843	117	676	703	817
W	205	178	151	102	691	718	557	530	503	452	449	924	422	395	368	341	314	263	260	233	206	179	152	118	692	719	818
P	188	161	134	103	674	701	537	510	483	472	429	904	402	375	348	321	294	849	240	213	186	159	901	119	672	699	819
S	194	167	140	104	680	707	538	511	484	471	430	905	403	376	349	322	295	848	241	214	187	160	133	120	673	700	820
B	202	175	148	105	688	715	546	519	492	463	438	913	411	384	357	330	303	847	249	222	195	168	141	121	681	708	821
Q	201	174	147	106	687	714	272	251	352	325	298	279	244	217	190	338	311	266	257	230	203	176	149	822	689	716	122
L	364	162	842	107	675	702	535	508	481	474	427	902	400	373	346	319	292	285	238	211	184	157	130	123	670	697	823
U	827	664	615	588	561	997	534	507	480	475	426	880	372	399	345	318	291	286	237	210	183	156	129	124	824	696	669
X	826	665	614	587	560	998	533	506	479	476	425	900	398	371	344	317	290	287	236	209	182	155	128	825	668	695	125
Y	825	666	613	586	559	999	532	505	478	477	424	899	397	370	343	316	289	288	235	208	181	154	127	126	667	694	826
M	139	640	639	612	585	949	558	531	504	451	450	925	423	396	369	342	315	262	261	234	835	656	623	596	569	933	946

	C	I	F	R	A	D	O	H	O	M	O	F	O	N	I	C	O			Mensaje original
	C	L	A	V	E	R	E	P	E	T	I	D	A	C	L	A	V			Clave
	383	427	299	943	283	101	459	674	459	802	462	936	461	377	427	380	458			Mensaje Cifrado

Poligrámica cifrado en bloque.

En las anteriores versiones se cifraba un signo cada vez, en este caso se toman bloques de varios signos.

Transposición

Técnica de cifrado que consiste en alterar la posición de los símbolos del mensaje original colocándolos en un orden distinto, de ésta forma el criptograma contiene los mismos símbolos del texto origen, pero colocados de forma ininteligible. Todos los cifradores por transposición son cifradores monoalfabéticos en bloque. El primer ejemplo de esta técnica fue la Escítala Ateniense. Las variantes principales son:

Por Columnas.

Se toma el texto y se introduce en una matriz, las celdas sin valor se rellenan con un valor predefinido (O). Para cifrar se toman las columnas y se ordenan como filas, concatenándose posteriormente.

Mensaje original

Mensaje cifrado:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
SEFL	EEIA	TNNS	OUIC	MNDO	AAOL	EM.U	LAPM	TTAN	ERRA	XIAS	TZCC
13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
ODIO	YEFM	SORO	ERAF	IDRI	NESL	TNEA	RPTS	DEMO	OROO	UDAO	CENO

Por Filas

Se toma el texto y se introduce en las columnas de una matriz, las celdas sin valor se rellenan con un valor predefinido (O). Para cifrar se toman las filas y se concatenan.

Mensaje original

Mensaje cifrado

S M T O I O E N T D D R F D A I R O L O N E A E Y N D E A R E E E I O R F S M A L A T E X S T U N M I O N D N . A R E A S U S O L T E R C U A Z R P E I P C A T N C M O

Por Bloques

Se divide el texto origen en bloques de igual tamaño permutándose los signos del bloque.

Mensaje original

Permutaciones del bloque

1-4
2	S	E	D	I	V	5
3	V	D	I	S	E	2
4-3
5-1

Mensaje cifrado

Por Series

Los signos del mensaje original se ordenan en función de series. El conjunto de signos, su relación y ordenación pueden ser tan variado como nuestra imaginación nos permita. Se pueden proponer tomar los signos que ocupen posiciones pares de 2 en 2 seguidos de los impares, …

Mensaje original

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
S	E	P	U	E	D	E	P	R	O	P	O	N	E	R	T	O	M	A	R

Mensaje cifrado

2	4	1	3	6	8	5	7	10	12	9	11	14	16	13	15	18	20	17	19
E	U	S	P	D	P	E	E	O	O	R	P	E	T	N	R	M	R	O	A