ingeniero de sistemas

Criptografía y Seguridad
(72.04)

Trabajo Práctico 1
Criptoanálisis de Sistemas Clásicos




INFORME


Textos

Los textos a descifrar estan en los archivos siguientes:
s01-1.txt s01-2.txt s01-3.txt

Usando el programa “decrypt”, desarrollado por nuestro grupo, se puede conocer cuál es el tipo de cifrado que se usó para cada archivo, y a continuación elprograma nos muestra un grupo de soluciones a partir de las cuales se puede determinar la solución correcta por simple inspección ó realizando pocos procedimientos simples típicos de criptoanálisis.

Del análisis realizado por nuestro programa, se obtuvo lo siguiente:
s01-1.txt esta cifrado con transposición.
s01-2.txt se encriptó usando sustitución simple.
s01-3.txt es un texto cifradocon el algoritmo de Vigenere.

Determinación del método de encriptación

Para detectar si un texto fue cifrado usando sustitución simple o polialfabética, se recurrió a la evaluación del Indice de Coincidencia ( IC ). Este índice nos permite estimar el período de repetición del texto cifrado, siempre que se trate de textos grandes con período pequeño. Por lo tanto, si este valor se aproxima alvalor esperado para textos con período 1, entonces se usó sustitución simple para encriptar dicho texto. De lo contrario, el período de repetición sería mayor a 1, lo que nos indicaría un texto cifrado con algún método polialfabético.

Una vez que sabemos que un texto no fue cifrado usando el método de Vigenere, nos queda por decidir si el método empleado fue trasposición o César. Observamosque en ambos casos, a diferencia de Vigenere, se mantienen las propiedades estadísticas del lenguaje en lo que se refiere a frecuencia de aparición de las letras (tomadas de a una). Pero dicha frecuencia de aparición, en general, no coincide para la misma letra en ambos casos.

Para detectar si un texto fue cifrado usando trasposición, nos basamos en el hecho que una trasposición es simplementeuna permutación de las letras que aparecen en el texto original. Entonces se conservan las características estadísticas del lenguaje castellano, en especial se conserva la distribución de la frecuencia de las letras, mirándolas como cadenas de un solo carácter. Esto no se cumple para cadenas de dos letras, o tres letras. Con esto en mente, nos focalizamos en caracterizar al texto cifrado por lasdos letras más frecuentes en el idioma castellano, la “a” y la “e”; y las dos letras menos frecuentes (raras), la “k” y la “w”. Nos pareció una condición fuerte, ya que, si bien puede haber un texto cifrado usando el método de César con una clave tal que se intercambie la “a” con la “e”, este texto no mostrará el comportamiento esperado en las letras menos frecuentes. Por ejemplo, para el casomencionado anteriormente la letra correspondiente a la “w” sería la “a”, que tiene alta frecuencia. [Para esto, se calculó la cantidad de apariciones de cada letra en todo el texto cifrado, y luego ordenamos estos valores de mayor a menor según el número de apariciones. Si la letra con mayor número de apariciones resulta ser la “a” o la “e” (posición cero en el arreglo) y además la letra con menornúmero de apariciones resulta ser la “k” o la “w” (posición 26 en el arreglo) entonces se trata de un texto cifrado usando trasposición.]


Obtención de las mejores soluciones de descifrado
Sustitución Simple

Para hallar la clave de encriptación, aplicamos una característica estadística del lenguaje castellano: la letra “e” es la letra con el mayor número de repeticiones. Para esto, secalculó la cantidad de apariciones de cada letra en todo el texto cifrado, y luego ordenamos estos valores de mayor a menor según el número de apariciones. Podemos suponer que la letra con mayor número de apariciones debe corresponder a la “e”, solamente que está “desplazada”. Este desplazamiento es en definitiva la clave de cifrado que estábamos buscando.

Como los textos son relativamente...