Segurança De Dados - Criptografia Em Redes - Routo Terada

1 Introdução e motivações



1.1 Problemas de sigilo e autenticidade
1.2 Organização do texto
1.3 O que é criptografia?
1.3.1 Cifra de César
1.3.2 Criptografia e decriptografia
1.3.3 Quebra e ataque em criptografia
1.3.4 Criptografia aberta
1.3.5 Como provar que um algoritmo criptográfico é seguro?
O caso AES
1.4 Criptanálise e seus tipos
1.4.1 Frequência de letras na língua - vulnerabilidade
1.5 Substituição simples
1.6 Cifra de Vigenère
1.7 Cifra de Vigenère-Vernam
1.8 Transposição (ou permutação)
1.9 Composição

 
2 Teoria da informação - Entropia
2.1 Difusão e confusão
2.2 Entropia
2.3 Segurança perfeita
2.3.1 Chaves igualmente prováveis
2.3.2 Condição necessária e suficiente para segurança perfeita
2.3.3 One-time-pad
2.4 Criptossistema aleatório
2.4.1 Redundância
2.4.2 Distância de unicidade
2.4.3 Exemplo de redundância e distância de unicidade



3 Criptografia de chave secreta
3.1 Data Encryption Standard - DES
3.1.1 Esquema geral do DES
3.1.2 Uma iteração DES
3.1.3 A função de iteração fKj(Dj)
3.1.4 Geração de subchaves Kj
3.1.5 Descrição das S-boxes
3.1.6 Decriptografia DES
3.1.7 Tabelas DES
3.1.8 Quebrar o DES?
3.1.9 Exercício
3.2 International Data Encryption Algorithm - IDEA
3.2.1 As três operações básicas do IDEA
3.2.2 Geração das subchaves
3.2.3 Uma iteração (round ) do IDEA
3.2.4 Decriptografia pelo algoritmo IDEA
3.2.5 Dados para teste
3.2.6 Exercício
3.3 Secure And Fast Encryption Routine - SAFER K-64
3.3.1 Descrição de uma iteração
3.3.2 Descrição da transformação final T
3.3.3 Descrição da geração das subchaves
3.3.4 Descrição do algoritmo inverso do SAFER
3.3.5 Ilustração do algoritmo SAFER
3.4 RC5
3.4.1 Parâmetros do RC5
3.4.2 Operações básicas do RC5
3.4.3 Algoritmo de geração de subchaves RC5
3.4.4 Algoritmo de criptografia RC5
3.4.5 Algoritmo de decriptografia RC5
3.4.6 Dados para testes do RC5
3.5 RC6
3.5.1 Parâmetros do RC6
3.5.2 Operações básicas do RC6
3.5.3 Algoritmo de criptografia RC6
3.5.4 Decriptografia RC6
3.5.5 Geração de subchaves RC6
3.5.6 Dados para teste do RC6
3.6 Fast Encryption Algorithm - FEAL
3.7 Modos de operação
3.7.1 Modo ECB - Electronic Code Book Mode
3.7.2 Modo CBC - Cipher Block Chaíning Mode
3.7.3 Modo CFB - s-Cipher Feedback Mode ........................................................
3.7.4 Modo OFB -s-Output Feedback Mode
3.8 Desempenho dos candidatos a AES
3.9 Criptanálise diferencial - CD
3.10 Criptanálise linear - CL
3.11 Fortalecimento contra CD e CL


4 Criptografia de chave pública
4.1 Problema do logaritmo discreto
4.2 Diffie-Hellman
4.2.1 Ataque ativo do tipo ´man-in-the-middle´
4.2.2 Protocolo Diffie-Hellman modificado
4.2.3 Um exemplo do protocolo modificado
4.3 Algoritmo RSA
4.3.1 Cálculo de um par de chaves
4.3.2 Algoritmo de criptografia e decriptografia
4.3.3 Autenticação do receptor
4.3.4 Criptanálise do RSA - ´calcanhar-de-aquiles´

4.3.5 Autenticação do Remetente
4.3.6 Verificação de integridade - "Cheque" eletrônico
4.3.7 Exemplo numérico maior de RSA
4.3.8 Demonstração da inversa do algoritmo RSA
4.3.9 Algoritmo de exponenciação modular
4.3.10 Segurança do RSA - fatoração e outras formas de re­calcular a chave secreta do RSA
4.3.11 Como calcular primos longos 4.3.12 Exercícios
4.4 Algoritmo Rabin
4.4.1 Cálculo de um par de chaves
4.4.2 Algoritmo de criptografia
4.4.3 Algoritmo de decriptografia
4.4.4 Autenticação do receptor
4.4.5 Criptanálise do algoritmo
4.4.6 Exemplo do algoritmo
4.5 O Algoritmo ElGamal de chave pública
4.5.1 Algoritmo de criptografia
4.5.2 Algoritmo de decriptografia
4.5.3 Um exemplo numérico
4.5.4 Segurança do Algoritmo ElGamal
4.5.5 Observações
4.5.6 Demonstração da função inversa
4.6 Problema do logaritmo discreto geral
4.7 O Algoritmo ElGamal geral
4.7.1 Algoritmo de criptografia
4.7.2 Algoritmo de decriptografia
4.7.3 Exemplos de grupos G para ElGamal
4.7.4 Corpo finito de Galois
4.8 Curvas Elípticas
4.8.1 Problema do logaritmo discreto sobre curvas elípticas - PLD-CE
4.8.2 Criptossistema ElGamal sobre curva elíptica
4.8.3 Criptossistema Menezes-Vanstone
4.8.4 Curvas elípticas sobre GF(2m)
4.8.5 Algoritmo ElGamal sobre curvas elípticas em Corpo
Finito de Galois
4.8.6 Curvas elípticas na web
4.9 Algoritmo MH
4.9.1 Cálculo de um par de chaves MH
4.9.2 Algoritmo de criptografia MH
4.9.3 Algoritmo de decriptografia MH
4.9.4 Algoritmo auxiliar para a decriptografia MH
4.9.5 Autenticação do receptor
4.9.6 Criptanálise do Algoritmo MH
4.9.7 Exemplo do Algoritmo MH
4.9.8 Algoritmo MH iterado
4.10 Smart-card
4.11 Exercícios

5 Autenticação e identificação

5.1 Jogo de cara e coroa por telefone
5.2 Protocolo de identificação Feige, Fiat e Shamir
5.2.1 Se não houvesse desafio
5.2.2 Primeira forma de personificar Alice
5.2.3 Segunda forma de personificar Alice
5.2.4 Informação secreta revelada por Alice
5.2.5 Como generalizar para mais de um segredo para Alice
5.2.6 Smart Cards
5.3 Protocolo de identificação GQ
5.3.1 Escolha dos parâmetros
5.3.2 Escolha dos parâmetros para cada usuário
5.3.3 Protocolo de identificação
5.3.4 Personificação
5.3.5 Exemplo
5.4 Protocolo de identificação Schnorr
5.4.1 Escolha dos parâmetros
5.4.2 Escolha dos parâmetros para cada usuário
5.4.3 Protocolo de identificação
5.4.4 Um exemplo numérico
5.4.5 Personificação


6 Assinatura criptográfica
6.1 Assinatura RSA
6.2 Assinatura Feige-Fiat-Shamir
6.2.1 Criação da assinatura por Alice
6.2.2 Verificação da assinatura
6.2.3 Falsificação de uma assinatura.
6.3 Esquema de assinatura GQ
6.3.1 Escolha dos parâmetros
6.3.2 Criação da assinatura GQ
6.3.3 Verificação da assinatura GQ
6.3.4 Probabilidade de falsificação de uma assinatura
6.4 O Algoritmo ElGamal de assinatura
6.4.1 Algoritmo para assinar
6.4.2 Algoritmo para verificar assinatura (y,z)
6.4.3 Observações
6.4.4 Um exemplo numérico
6.4.5 Segurança da assinatura ElGamal
6.4.6 Demonstração da verificação
6.5 O Algoritmo DSS - Digital Signature Standard
6.5.1 Algoritmo para Alice assinar x ? Z*p
6.5.2 Algoritmo para Beto verificar a assinatura
6.5.3 Observações
6.5.4 Segurança
6.5.5 Um exemplo numérico
6.5.6 Demonstração da verificação da assinatura
6.6 Algoritmo Schnorr de assinatura
6.6.1 Algoritmo para assinar
6.6.2 Algoritmo para verificar uma assinatura
6.6.3 Demonstração da verificação da assinatura
6.6.4 Um exemplo numérico
6.6.5 Exercícios
6.7 Assinatura criptográfica na web


7 Funções espalhamento
7.1 MD4
7.1.1 Primeiro passo de MD4
7.1.2 Segundo passo de MD4
7.1.3 Terceiro passo de MD4
7.2 MD5
7.2.1 Primeiro passo de MD5
7.2.2 Segundo passo de MD5
7.2.3 Terceiro passo de MD5
7.2.4 Quarto passo de MD5
7.3 O algoritmo SHS - Secure Hash Standard

A Conceitos fundamentais
A.l Grupo
A.2 Anel
A.3 Corpo
A.4 Notação O() e o()
A.5 Complexidade de algoritmo

B Elementos de Teoria dos Números
B.l Resto de divisão e módulo
B.2 Soma e produto mod m
B.3 Números primos
B.4 Algoritmo de Euclides e mdc
B.4.1 Exemplo de execução do Algoritmo de Euclides
B.4.2 Algoritmo de Euclides
B.5 Algoritmo de Euclides estendido
B.6 Cálculo de inversa multiplicativa mod m
B.7 Teorema Chinês do Resto - TCR
B.8 Raízes quadradas de lmodn
B.9 ZneZ*n
B.10 Função $ de Euler
B.ll Gerador ou elemento primitivo de Z*
B.12 Teorema de Euler
B. 13 Resíduo quadrático mod n
B.14 Cálculo de quatro raízes quadradas
B.15 Fatoração de n
B.16 Algoritmo de exponenciação
B.17 Exercícios
B.18 Corpo Finito de Galois
C Algoritmo de compressão de dados LZ77
Cl Algoritmo LZ77 em processo de descompressão
C.2 Conclusões
D Pretty Good Privacy - PGP
E Transport Layer Socket - TLS (SSL)
F Implementação do RSA em JAVA