PORTUGUÊS
HISTÓRIA DA CIFRA DE VIGENÈRE
A cifra de Vigenère é um excelente exemplo de cifra de transposição e um dos maiores avanços na história da criptografia, o estudo dos princípios e técnicas pelas quais a informação pode ser transformada da sua forma original para uma outra incompreensível a quem não tiver a "chave". Entre a época do Império Romano (em que era usada a cifra de César, uma simples cifra de substituição) e a Renascença, quando surgiu a cifra polialfabética, a criptografia não parece ter sido alvo de grandes avanços - isto se nos restringirmos à civilização ocidental, pois sabe-se hoje que, pelo menos, os árabes dispunham de complexos sistemas criptográficos durante a Idade Média.
As origens da cifra polialfabética remontam ao trabalho de Leon Battista Alberti (Génova, 1404 - Roma, 1472). Alberti foi um verdadeiro polímata (um profundo conhecedor de várias ciências e artes) e uma figura proeminente da Renascença: foi arquitecto e teórico de arte, humanista ao estilo do ideal da época, filósofo, urbanista, pintor, músico, linguista, criptógrafo e escultor. Personificou o ideal renascentista do «uomo universale», ou seja, o letrado humanista com conhecimento e acção em variados campos de actividade. É talvez mais conhecido como arquitecto, porque desenhou a primeira Fonte de Trevi, em Roma (antes da renovação feita por Bernini sob encomenda do Papa Urbano VIII). Foi também o autor do 'De Re Aedificatoria", o primeiro livro impresso sobre arquitectura, que potenciou a transição do estilo Gótico para a Renascença.
Alberti inventou a primeira cifra polialfabética, que hoje é conhecida como Cifra de Alberti. Uma cifra polialfabética é semelhante a uma cifra de substituição, mas usa deslocamentos diferentes para cada letra a processar. Isto gera um texto cifrado que não pode ser descoberto por simples análise de frequência, pois a função de associação entre letras do texto cifrado e do texto não-cifrado não é injectiva: as letras desde último podem ser cifradas em várias letras correspondentes consoante a posição em que se encontrem no texto. Alberti usava um dispositivo de dois discos presos um ao outro no centro comum, mas com raios diferentes, e que permitiam ver a correspondência entre letras em ambos os textos em qualquer momento.
Embora tenha concebido o maior avanço na encriptação em mais de mil anos, Alberti não chegou a desenvolver o seu conceito num sistema completo e geral. Essa tarefa coube a um grupo diverso de intelectuais, que tomaram a ideia de Alberti. Em primeiro lugar, Johannes Trithemius, abade alemão nascido em 1462, depois Giovanni Della Porta, italiano (1535-1615), e por fim Blaise de Vigenère, diplomata francês (1523-1596).
Giovanni Battista Della Porta, outro polímata do Renascimento, usou um sistema de palavras-chave para implementar uma versão da cifra de Alberti. Uma palavra-chave era usada para fazer uma permutação do alfabeto, e outra para indicar uma sequência dos vários alfabetos a usar.
Tudo isto foi descrito por Giovan Battista Bellaso (1505-?) numa sua obra datada de 1553. Todavia, a invenção da cifra que aqui interessa foi erradamente atribuída a um diplomata francês, Blaise de Vigenère (1523-1596), quase o único não "Battista" desta história, e que a usava na sua actividade diplomática.
Aos 39 anos Vigenère era um homem rico e deixou a carreira diplomática, concentrando-se no estudo. É então que examina em detalhe as ideias de Alberti, Trithemius e Porta, integrando-as numa nova cifra coerente e poderosa.
Vigenère cita Bellaso, atribuindo-lhe a invenção da cifra polialfabética com palavra-chave, e mesmo das tabelas recíprocas hoje conhecidas como tabelas de Della Porta. Seria precisamente o citado Bellaso que em 1564 acusou Della Porta de plágio por ter impresso a tábua reciproca sem o citar como verdadeiro inventor.
Seja como for, a cifra polialfabética com palavra-chave passou à história como cifra de Vigenère. O próprio Vigenère inventou, de facto, uma outra cifra mais robusta: a cifra de autochave. As duas cifras são habitualmente confundidas, e ambas chamadas "le chiffre indéchiffrable", ou seja, "cifra indecifrável", porque durante mais de 300 anos foram julgadas inquebráveis, até Charles Babbage e Friedrich Kasiski, independentemente um do outro, terem encontrado um modo de as resolver em meados do século XIX.
COMO FUNCIONA A CIFRA DE VIGENÈRE
Numa cifra de César (a base sobre a qual assentam os princípios da cifra de Vigenère), cada letra do alfabeto ordenado é deslocada da sua posição um número fixo de lugares; por exemplo, se tiver uma deslocação de 3, A torna-se D, B fica E, etc.
A cifra de Vigenère consiste no uso de várias cifras de César em sequência, com diferentes valores de deslocamento ditados por uma "palavra-chave".
Para cifrar, é usada uma tabela de alfabetos que consiste no alfabeto escrito 26 vezes em diferentes linhas, cada um deslocado ciclicamente do anterior por uma posição. As 26 linhas correspondem às 26 possíveis cifras de César. Uma palavra é escolhida como "palavra-chave", e cada letra desta palavra vai indicar a linha a ser utilizada para cifrar ou decifrar uma letra da mensagem.
Por exemplo, suponha-se que se quer encriptar o texto:
GEOCACHINGISCOOL ("geocaching is cool")
Escolhe-se a palavra-chave e repete-se até ter o comprimento do texto a cifrar, por exemplo, se for "CACHE":
CACHECACHECACHEC
A primeira letra do texto, G, é cifrada usando o alfabeto na linha C, que é a primeira letra da chave. Basta olhar para a letra na linha C e coluna G na grelha de Vigenère, o que vai dar um I. Para a segunda letra do texto, ver a segunda letra da chave: linha A e coluna E, que é um E (quando a palavra-chave tem um A a letra é cifrada em si mesma). Continuando até ao fim obtém-se:
Texto original: GEOCACHINGISCOOL
Palavra-chave: CACHECACHECACHEC
Texto cifrado: IEQJEEHKUKKSEVSN
A decifração é feita pelo processo inverso.
A CACHE
Para resolver o enigma e obter as coordenadas da cache, terá de se deslocar até ao ponto das coordenadas publicadas.
Neste pequeno passeio aproveite para ver um belo conjunto de Jacaranda mimosaefolia.
Olhe para o chão, onde descobrirá a palavra-chave do enigma, e faça umas contas com o alfabeto e língua latinos (as 26 letras). O texto cifrado está escrito abaixo. A cache está próxima (N 38 46.??? W 9 5.???)
O TEXTO CIFRADO
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Simon Singh Black Chamber
ENGLISH
HISTORY OF THE VIGENÈRE CIPHER
The Vigenère Cipher is a great transposition-type cipher system and a major breakthrough in the history of cryptography, the practice and study of principles and techniques to make information illegible. Between the Roman Empire (when a simple substitution cipher, called Ceasar Cipher, was used) and the Renaissance, when the polyalphabethic cipher was invented, cryptography does not seem to have had significant advances – if we focus only in the western civilization, because it is now known that at least the arabs have developped complex cryptographic systems.
The birth of the polyalphabetic cipher can be traced back to the work of Leon Battista Alberti (Genoa, 1404 - Rome, 1472). Alberti was a real polymath, i.e., a master in several arts, and a leading figure of the Renaissance; his works span architecture, painting, music, poetry, philosophy, linguistics, cryptography and sculpture. He personalized the Renaissance ideal of “uomo universale”, the erudite humanist with knowledge and action in several areas. He is probably best known as an architect, because he designed Rome's first Trevi Fountain (which was later redesigned by Bernini under the papacy of Pope Urban VIII). He was also the author of 'De Re Aedificatoria", the first printed book on architecture, which catalysed the transition from Gothic to Renaissance design.
Alberti invented the first polyalphabetic cipher, now known as the Alberti cipher. A polyalphabetic cipher is similar to a substitution one, but uses disctinct shifts for each letter being processed. This generates a ciphertext that cannot be deciphered by simple frequency analysis, because the assigning function between plaintext letters and ciphertext letters is not injective: the plaintext letters can be assigned to more than one ciphertext letter, depending on their position in the text.
Alberti used a device with two discs with different radii attached to each other in their common center, easily allowing to make the correspondence of letters in both texts, at any time.
Although he had hit upon the most significant breakthrough in encryption for over one thousand years, he failed to develop his concept into a fully formed system of encryption. That task fell to a diverse group of intellectuals, who built on Alberti's initial idea. First, there was Johannes Trithemius, a german abbot born in 1462, then Giovanni Porta, italian (1535-1615), and finally Blaise de Vigenère, a french diplomat (1523-1596).
In the 15th century, Giovanni Battista Della Porta, another polymath of the Renaissance, used a two keyword system to implement a version of the Alberti cipher. A keyword was used to permutate the alphabet, and another one to point out the sequence of alphabets in use.
All this was describred by Giovan Battista Bellaso (1505-?) in a work dated 1553. However, the invention of the cipher that we are focusing on was mistakenly given to the french diplomat Blaise de Vigenère (1523-1596), almost the only one not being called "Battista" in this history, which used it in his diplomatic activity.
At the age of 39, Vigenère decided that he had accumulated enough money to be able to abandon his career and concentrate on a life of study. It was only then that he examined in detail the ideas of Alberti, Trithemius and Porta, weaving them into a coherent and powerful new cipher.
Vigenère cites Bellaso, giving him the invention of the polyalphabetic cipher with keyword, and even the reciprocity tables which we know now as Della Porta tables. The cited Bellaso in 1564 accused Della Porta of plagiarism for printing the reciprocity table without citing his as his true creator.
Anyway, the polyalphabetic cipher with keyword entered history as Vigenère cipher. Vigenère himself invented a different and stronger cipher, the autoey cipher. Both are usually confused and called "le chiffre indéchiffrable", that is, "undecipherable cipher", because for over 300 years they were supposed to be unbreakable, until Charles Babbage and Friedrich Kasiski, independently from each other, had found a solution in the mid-19th century.
HOW DOES THE VIGENÈRE CIPHER WORK
In a Ceasar cipher (the foundation for the Vigenère cipher), each letter in the ordered alphabet is shifted from its position a fixed number of places: for instance, if shift= 3, A becomes D, B turns into E, etc.
The Vigenère cipher uses several Ceasar ciphers in sequence, with distinct shifting values given by a "keyword".
To encipher, a table of alphabets is used, with alphabets written 26 times in different rows, each one shifted from the previous one by 1. The 26 rows match the 26 possible Ceasar ciphers. A word is chosen as “keyword”, and each letter on it points out the row to use to encipher of decipher a letter in the message.
Take the example where we want to encipher this plaintext:
GEOCACHINGISCOOL ("geocaching is cool")
Then we choose a keyword and repeat it until it has the same length as the plaintext. Let’s choose "CACHE":
CACHECACHECACHEC
The first letter in the plaintext, G, is enciphered using row C, the first letter in the keyword. Just looking at row C and column G in the Vigenère table, we found an I. For the second plaintext letter, we look into the second letter of the keyword: row A and column E, which turns into E (when the keyword letter is A, the letter is enciphered in itself). If we continue this we will get:
Plaintext: GEOCACHINGISCOOL
Keyword: CACHECACHECACHEC
Ciphertext: IEQJEEHKUKKSEVSN
Deciphering is made inversely.
THE CACHE
To solve the enigma and get the cache coordinates, you have to go to the point with the given coordinates.
In this little stroll you can see one a beautiful Jacaranda mimosaefolia group.
At the given point, look below your feet, and you will find the key. With some easy calculations, using the latin alphabet and language, you will find the cache location. The ciphertext is given below and the cache is just a short walk away from the starting point (N 38 46.??? W 9 5.???)
THE CIPHERTEXT
YCGWZITJZDRRAEEJRISNDCQTDFG
CHECK ALSO
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