Simuladores de criptografia

Scherbius patenteou a máquina em 1918 pra vender a banco, e acabou virando o coração da comunicação militar alemã na Segunda Guerra. Cada rotor é um alfabeto embaralhado; eles andam a cada tecla, então a mesma letra digitada duas vezes seguidas sai diferente das duas vezes.

O que quebrou a Enigma não foi força bruta, foi um defeito de projeto: o refletor garante que nenhuma letra jamais vire ela mesma. Isso parece detalhe, mas foi o fio que Bletchley Park puxou pra derrubar o resto, com Turing e as máquinas Bomba do outro lado.

Uma curiosidade que quase toda simulação da internet erra: o rotor do meio às vezes anda duas vezes seguidas, o chamado duplo passo. Aqui ele está implementado, junto com a fiação original dos rotores I, II e III e do refletor B.

Cada quadradinho é um bit do resultado. Preto é um, claro é zero. Muda uma vírgula do texto e cerca de metade deles vira, sem nenhum padrão que ligue a mudança de entrada à mudança de saída. Isso chama efeito avalanche, e é exigência de projeto, não acaso.

É essa propriedade que faz hash servir pra provar integridade. Se uma alteração minúscula gerasse um resultado parecido, dava pra ir chegando perto do arquivo original por aproximação. Como não gera, a única forma de bater a impressão é ter exatamente o mesmo arquivo.

Quando duas entradas diferentes dão a mesma saída, isso chama colisão, e significa que o algoritmo morreu. Foi o que aconteceu com o SHA-1 em 2017, quando o Google publicou dois PDFs diferentes com a mesma impressão digital.

Cada uma escolhe um número e guarda pra si. Depois cada uma faz uma conta com o número público, e manda o resultado dessa conta pra outra. Aí cada uma refaz a conta usando o que recebeu e o próprio segredo, e as duas caem exatamente no mesmo valor.

A graça é que a conta é fácil de fazer num sentido e absurdamente cara de desfazer. Quem intercepta tem os dois números públicos e continua sem os segredos, que é o que faltaria pra chegar no valor final.

Aqui os números são minúsculos pra caber na tela. Na vida real são centenas de dígitos, e é isso que separa "difícil" de "impossível na prática". É essa conta que roda toda vez que você abre um site em HTTPS.

Alberti desenhou isso em 1467 e mudou a criptografia de vez. Antes dele, uma cifra trocava cada letra por outra fixa, e a análise de frequência derrubava tudo. Com dois anéis que giram, o mesmo A pode virar letras diferentes ao longo da mensagem.

A posição em que você deixa o anel é a chave. Quem receber precisa saber essa posição pra girar até o mesmo lugar e ler. É a primeira aparição da ideia de chave separada do método, três séculos antes de alguém escrever isso como princípio.

O AES faz a mesma coisa que este disco, só que com 256 bits no lugar de 26 posições, e trocando a tabela a cada bloco em vez de a cada letra.