FACULDADE DE TECNOLOGIA PROF. WALDOMIRO MAY

ALGORITMOS DE CRIPTOGRAFIA:Substituição, Caesar, Permuta e Vigenère

Cleber Rezende Carvalho

Cruzeiro – SP2010

FACULDADE DE TECNOLOGIA PROF. WALDOMIRO MAY

ALGORITMOS DE CRIPTOGRAFIA:Substituição, Caesar, Permuta e Vigenère

Cleber Rezende Carvalho

Trabalho complementar apresentado à Faculdade de Tecnologia Prof. Waldomiro May como requisito para a disciplina Segurança da Informação ministrada pelo prof. Eduardo Arbex.

Cruzeiro – SP2010

INDICE

Algoritmo de substituição

Algoritmo de Caesar

Algoritmo de Vingenère

Algoritmo de Permuta

/* * FATEC CRUZEIRO - TECNOLOGIA EM INFORMÁTICA * 6o SEMESTRE - BANCO DE DADOS * CLEBER REZENDE CARVALHO - 18/11/2010 */

package criptografia;

import java.text.Normalizer;

public class algoritmo1_substituicao {

static private char[][] gerarChave (){ //preenchendo o vetor com letras tendo índice como valor char Letras[][]; Letras = new char[26][2];

//gera e exibe a tabela de referência System.out.println("Tabela de referência \n--------------------");

for(int i = 0; i < 26; i++){ Letras[i][0] = (char)(i+97);

System.out.print(Letras[i][0] + "=");

int j = 0; boolean ok = true;

do{ if (ok == false){ ok = true; }

//gera um número aleatório para ser o ASCII da letra int Temp = (int)((Math.random()*26)+97);

//comparo com as letras já utilizadas for(j=0; j <= i; j++){ if (Letras[j][1] == (char)Temp){ ok = false; break; } }

if (ok == true){ Letras[i][1] = (char)Temp; }

}while(ok == false);

//exibe a tabela de referência System.out.print(Letras[i][1] + " "); if ((i == 12 || i == 25)) { System.out.print("\n"); } } return Letras; }

static private String encriptar(String Tp, char[][] Letras){

String Tc = "";

//remove acentos Tp = Normalizer.normalize(Tp, Normalizer.Form.NFD); Tp = Tp.replaceAll("[^\\p{ASCII}]", "");

//faz a varredura do texto puro for (int i=0; i < Tp.length(); i++){ for (int j=0; j < 26; j++){ if (Tp.charAt(i) == Letras[j][0]){ Tc = Tc + Letras[j][1]; break; }

//mantém espaços e caracteres especiais if ((j == 25) && (Tp.charAt(i) != Letras[j][0])){ Tc = Tc + Tp.charAt(i); } } } return Tc; }

static private String desencriptar (String Tc, char[][] Letras){ String Tp = "";

//faz a varredura do texto cifrado for (int i=0; i < Tc.length(); i++){ for (int j=0; j < 26; j++){ if (Tc.charAt(i) == Letras[j][1]){ Tp = Tp + Letras[j][0]; break; }

//mantém espaços e caracteres especiais if ((j == 25) && (Tc.charAt(i) != Letras[j][1])){ Tp = Tp + Tc.charAt(i); } } } return Tp;

}

static private void exibirResultados(String Tc, String Tp, String Tp2){ System.out.println(""); System.out.println("Chave: \n" + "------\n" + "substituição" + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (entrada) \n" + "----------- \n" + Tp + "\n\n"); System.out.println("Texto cifrado: \n" + "----------- \n" + Tc + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (decifrado) \n" + "----------- \n" + Tp2 + "\n\n"); }

public static void main (String args[]){ //variaveis e valores iniciais String Tc, Tp, Tp2; char Letras[][];

Tp = "the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog"; Tp2 = ""; Tc = "";

//chama o método de encriptação e de desencriptação

Letras = gerarChave(); Tc = encriptar(Tp, Letras); Tp2 = desencriptar(Tc, Letras);

//exibe os resultados exibirResultados(Tc, Tp, Tp2);

}

}

Este algoritmo produz a saída abaixo:

Tabela de referência --------------------a=p b=t c=q d=c e=f f=d g=x h=u i=k j=a k=n l=s m=m n=j o=l p=z q=g r=i s=r t=b u=v v=w w=h x=y y=e z=o

Chave: ------substituição

Texto puro: (entrada) ----------- the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog

Texto cifrado: ----------- buf gvkqn lsc spoe tilhj dly avmzr lwfi p spoe clx

Texto puro: (decifrado) ----------- the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog

CONSTRUÍDO COM SUCESSO (tempo total: 1 segundo)

/* * FATEC CRUZEIRO - TECNOLOGIA EM INFORMÁTICA * 6o SEMESTRE - BANCO DE DADOS * CLEBER REZENDE CARVALHO - 18/11/2010 */

package criptografia;

import java.text.Normalizer;

public class algoritmo2_caesar {

static private char[] gerarChave(){ //preenchendo o vetor com letras tendo índice como valor char Letras[]; Letras = new char[26];

//exibe a tabela de referência System.out.println("Tabela de referência \n--------------------"); for(int i = 0; i < 26; i++){ Letras[i] = (char)(i+97); if (i < 10){ System.out.print(Letras[i] + "=0" + i + " "); }else { System.out.print(Letras[i] + "=" + i + " "); } if ((i == 12 || i == 25)) { System.out.print("\n"); } } return Letras; }

static private String encriptar(String Tp, int ch, char[] Letras){ String Tc = ""; int letracifrada;

//faz a varredura do texto puro for (int i = 0; i < Tp.length(); i++){ int j = -1; //faz a varredura do vetor de letras e valores do { j++; //caso não ache a letra sai do laço de repetição if (j >=26){ j = -1; break; }

} while(Tp.charAt(i) != Letras[j]);

//caso não seja letra de A a Z minúscula não calcula if (j != -1){ letracifrada = (j + ch) % 26; }else{ letracifrada = -1; }

//escreve a letracifrada no texto cifrado caso seja uma letra if (letracifrada != -1){ Tc = Tc + Letras[letracifrada];

}else{ Tc = Tc + Tp.charAt(i); }

} System.out.println(""); return Tc; }

static private String desencriptar(String Tc, int ch, char[] Letras){ String Tp = ""; int letradecifrada;

//faz a varredura do texto cifrado for (int i = 0; i < Tc.length(); i++){ int j = -1; //faz a varredura do vetor de letras e valores do { j++; //caso não ache a letra sai do laço de repetição if (j >=26){ j = -1; break; } } while(Tc.charAt(i) != Letras[j]);

//caso não seja letra de A a Z minúscula não calcula if (j != -1){ letradecifrada = (j - ch) % 26; if (letradecifrada < 0){ letradecifrada = 26 + (j-ch); } }else{ letradecifrada = -1; }

//escreve a letracifrada no texto cifrado caso seja uma letra if (letradecifrada != -1){ Tp = Tp + Letras[letradecifrada]; }else{ //se não for letra, copia o caracter Tp = Tp + Tc.charAt(i); } } System.out.println(""); return Tp; }

static private void exibirResultados(String Tc, String Tp, String Tp2, int ch){ System.out.println("Chave: \n" + "------\n" + ch + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (entrada) \n" + "----------- \n" + Tp + "\n\n"); System.out.println("Texto cifrado: \n" + "----------- \n" + Tc + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (decifrado) \n" + "----------- \n" + Tp2 + "\n\n"); }

public static void main(String[] args) {

//variaveis e valores iniciais String Tc, Tp, Tp2; int ch; char Letras[];

Tp = "the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog"; Tc = ""; ch = 3;

//remove acentos Tp = Normalizer.normalize(Tp, Normalizer.Form.NFD); Tp = Tp.replaceAll("[^\\p{ASCII}]", ""); //chama o método de encriptação e de desencriptação Letras = gerarChave(); Tc = encriptar(Tp, ch, Letras); Tp2 = desencriptar(Tc, ch, Letras);

//exibe os resultados exibirResultados(Tc, Tp, Tp2, ch); }}Este algoritmo produz a saída abaixo:

Tabela de referência --------------------a=00 b=01 c=02 d=03 e=04 f=05 g=06 h=07 i=08 j=09 k=10 l=11 m=12 n=13 o=14 p=15 q=16 r=17 s=18 t=19 u=20 v=21 w=22 x=23 y=24 z=25

Chave: ------3

Texto puro: (entrada) ----------- the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog

Texto cifrado: ----------- wkh txlfn rog odcb eurzq ira mxpsv ryhu d odcb grj

Texto puro: (decifrado) ----------- the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog

CONSTRUÍDO COM SUCESSO (tempo total: 0 segundos)

/* * FATEC CRUZEIRO - TECNOLOGIA EM INFORMÁTICA * 6o SEMESTRE - BANCO DE DADOS * CLEBER REZENDE CARVALHO - 18/11/2010 */

package criptografia;

import java.text.Normalizer;

public class algoritmo3_vigenere {

static private char[] gerarTabela(){ //preenchendo o vetor com letras tendo índice como valor char Letras[]; Letras = new char[26];

//exibe a tabela de referência System.out.println("Tabela de referência \n--------------------"); for(int i = 0; i < 26; i++){ Letras[i] = (char)(i+97); if (i < 10){ System.out.print(Letras[i] + "=0" + i + " "); }else { System.out.print(Letras[i] + "=" + i + " "); } if ((i == 12 || i == 25)) { System.out.print("\n"); } } System.out.println(""); return Letras; }

static private int[] gerarChave(String ch, char[] Letras){ int chn[]; chn = new int[ch.length()];

//cria vetor com valores para cada letra da chave for(int i = 0; i < ch.length(); i++){ for (int j=0; j < 26; j++){ if (ch.charAt(i) == Letras[j]){ chn[i] = j; System.out.println(ch.charAt(i) + " = " + j); } } }

return chn; }

static private String encriptar(String Tp, int[] chn, char[] Letras){ String Tc = ""; int letracifrada, chc; letracifrada = 0; chc = 0;

//remove acentos Tp = Normalizer.normalize(Tp, Normalizer.Form.NFD); Tp = Tp.replaceAll("[^\\p{ASCII}]", "");

//faz a varredura do texto puro for (int i = 0; i < Tp.length(); i++){ int j = -1; //faz a varredura do vetor de letras e valores do { j++; //caso não ache a letra sai do laço de repetição if (j >=26){ j = -1; break; }

} while(Tp.charAt(i) != Letras[j]);

//caso não seja letra de A a Z minúscula não calcula if (j != -1){ letracifrada = (j + chn[chc]) % 26; if (chc != chn.length - 1){ chc++; }else{ chc = 0; } }else{ letracifrada = -1; }

//escreve a letracifrada no texto cifrado caso seja uma letra if (letracifrada != -1){ Tc = Tc + Letras[letracifrada]; }else{ //Tc = Tc + Tp.charAt(i); }

} System.out.println("");

return Tc; }

static private String desencriptar(String Tc, int[] chn, char[] Letras){ String Tp = ""; int letradecifrada = 0; int chc = 0;

//faz a varredura do texto cifrado for (int i = 0; i < Tc.length(); i++){ int j = -1; //faz a varredura do vetor de letras e valores do { j++; //caso não ache a letra sai do laço de repetição if (j >=26){ j = -1; break; }

} while(Tc.charAt(i) != Letras[j]);

//caso não seja letra de A a Z minúscula não calcula if (j != -1){ letradecifrada = (j - chn[chc]) % 26;

if (letradecifrada < 0){ letradecifrada = 26 + (j-chn[chc]); } if (chc != chn.length - 1){ chc++; }else{ chc = 0; } }else{ letradecifrada = -1; }

//escreve a letracifrada no texto cifrado caso seja uma letra if (letradecifrada != -1){ Tp = Tp + Letras[letradecifrada]; }else{ //Tp = Tp + Tc.charAt(i); }

} System.out.println(""); return Tp; }

static private void exibirResultados(String Tc, String Tp, String Tp2, String ch){ System.out.println("Chave: \n" + "------\n" + ch + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (entrada) \n" + "----------- \n" + Tp + "\n\n"); System.out.println("Texto cifrado: \n" + "----------- \n" + Tc + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (decifrado) \n" + "----------- \n" + Tp2 + "\n\n"); }

public static void main(String args[]){ //variaveis e valores iniciais String Tc, Tp, Tp2; String ch; char Letras[]; int chn[];

Tp = "the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog"; Tc = ""; ch = "senha"; Tp2 = "";

//gera a tabela de referência Letras = gerarTabela();

//gera os valores da chave chn = gerarChave(ch, Letras);

//método para encriptar e descriptografar Tc = encriptar(Tp, chn, Letras); Tp2 = desencriptar(Tc, chn, Letras);

//exibe os resultados exibirResultados(Tc, Tp, Tp2, ch); }}

Este algoritmo produz a saída abaixo:

Tabela de referência --------------------a=00 b=01 c=02 d=03 e=04 f=05 g=06 h=07 i=08 j=09 k=10 l=11 m=12 n=13 o=14 p=15 q=16 r=17 s=18 t=19 u=20 v=21 w=22 x=23 y=24 z=25

s = 18e = 4n = 13h = 7a = 0

Chave: ------senha

Texto puro: (entrada) ----------- the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog

Texto cifrado: ----------- llrxuagxvlvpngytvbdnxskquetfvvwvnsarcqvg

Texto puro: (decifrado) ----------- thequickoldlazybrownfoxjumpsoveralazydog

CONSTRUÍDO COM SUCESSO (tempo total: 0 segundos)

/* * FATEC CRUZEIRO - TECNOLOGIA EM INFORMÁTICA * 6o SEMESTRE - BANCO DE DADOS * CLEBER REZENDE CARVALHO - 18/11/2010 */

package criptografia;

import java.text.Normalizer;

public class algoritmo4_permuta2 {

static private int[] gerarChave(int n){ int ch[]; ch = new int[n]; boolean ok = true;

for (int i = 0 ; i < n; i++){ do{ if (ok == false){ ok = true; }

//gera a ordem aleatória do bloco int Temp = (int)(Math.random() * n);

//testa se o índice da ordem de 0 a n já foi usado for (int y = 0; y < i; y++){ if (Temp == ch[y]){ ok = false; break; } } if (ok == true){ ch[i] = Temp; } } while(ok == false); }

return ch; }

static private int[] gerarContraChave(int[] ch){ //cria vetor para receber a contra-chave int[] ch2; ch2 = new int[ch.length]; boolean ok = true; //gera a contra-chave com valores opostos ao da chave for (int i = 0; i < ch.length; i++){ ch2[ch[i]] = i; } return ch2; }

static private String encriptar(String Tp, int[] ch){ String Tc = ""; char bloco[]; bloco = new char[ch.length]; int j;

//remove acentos

Tp = Normalizer.normalize(Tp, Normalizer.Form.NFD); Tp = Tp.replaceAll("[^\\p{ASCII}]", "");

//remove espaços em branco //quebra em blocos de 5 //altera a ordem das letras //cria o texto cifrado

//faz a varredura do texto puro controlando o bloco com j j = 0; for (int i = 0; i < Tp.length(); i++){ if (Tp.charAt(i) != ' '){ bloco[ch[j]] = Character.valueOf(Tp.charAt(i)); if (j < ch.length -1){ j++; }else{ for (int x = 0; x < ch.length; x++){ //joga o bloco concluído em texto cifrado e //esvazia o bloco Tc = Tc + bloco[x]; bloco[x] = ' '; j = 0; } } } }

System.out.println("");

return Tc; }

static private void exibirResultados(String Tc, String Tp, String Tp2, int[] ch){ System.out.print("Chave: \n" + "------\n("); for (int i = 0; i < ch.length; i++){ System.out.print(ch[i]); if (i < ch.length-1){ System.out.print(", "); }else{ System.out.print(")\n\n\n"); } } System.out.println("Texto puro: (entrada) \n" + "----------- \n" + Tp + "\n\n"); System.out.println("Texto cifrado: \n" + "----------- \n" + Tc + "\n\n"); System.out.println("Texto puro: (decifrado) \n" + "----------- \n" + Tp2 + "\n\n"); }

public static void main(String args[]){ //variaveis e valores iniciais String Tc, Tp, Tp2; int ch[], ch2[]; //char Letras[];

Tp = "the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog"; Tc = ""; Tp2 = "";

//gera os valores da chave com um número definido pelo usuário ch = gerarChave(5); ch2 = gerarContraChave(ch);

//método para encriptar e descriptografar

Tc = encriptar(Tp, ch); Tp2 = encriptar(Tc, ch2);

//exibe os resultados exibirResultados(Tc, Tp, Tp2, ch); }}

Este algoritmo produz a saída abaixo:

Chave: ------(1, 2, 3, 4, 0)

Texto puro: (entrada) ----------- the quick old lazy brown fox jumps over a lazy dog

Texto cifrado: ----------- utheqlickoydlaznbrowufoxjvmpsoaeralgzydo

Texto puro: (decifrado) ----------- thequickoldlazybrownfoxjumpsoveralazydog

CONSTRUÍDO COM SUCESSO (tempo total: 0 segundos)