Cifratura simmetrica

Cifratura
Cifratura simmetrica
Alice
canale insicuro
Bob
2
Cifratura simmetrica
Algoritmo di
decifratura
m
m
Alice
canale insicuro
Algoritmo di
cifratura
Bob
3
Cifrari simmetrici
chiave privata k
chiave privata k
C ← CIFRA(k,M)
CIFRA
M ← DECIFRA(k,C)
DECIFRA
C
Alice
canale insicuro
Bob
messaggio M
4
Cifrario di Cesare
100-44 a.C.
Svetonio (Vitae Caesarorum): lettera di Cesare a Cicerone
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
testo in chiaro
X ← M+3 mod 26
OMNIA GALLIA EST DIVISA IN PARTES TRES
RPQLD JDOOLD HVW GLYLVD LQ SDUWHV WUHV
testo cifrato
5
Cifrari con shift
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Chiave K
X ← M+K mod 26
K∈{0,1,…,25}
6
Cifratura di dati testuali
ƒ
Scriviamo un programma che
ƒ
ƒ
ƒ
Legge da un file di testo, un carattere alla
volta
Cifra un carattere alla volta, usando un cifrario
con shift
Scrive in un file i caratteri cifrati, uno alla volta
7
Cifratura di dati testuali
int next = in.read(); //leggi il prossimo char
if (next == -1)
done = true;
else //il file non è terminato
{
char b = (char)next; //converti in char
char c = encrypt(b); //cifra il char
out.write(c); //scrive il char cifrato
}
8
File Shift.java
import java.io.*;
public class Shift
{
/**
Costruisce un cifrario con shift.
@param aKey la chiave di cifratura
public Shift(int aKey)
{
if (aKey >25) throw new NumberFormatException("La
chiave deve essere un intero tra 1 e 25");
else key = aKey;
}
9
/**
Cifra il contenuto di un file.
@param inFile il file di ingresso
@param outFile il file di uscita
*/
public void encryptFile(File inFile, File outFile)
throws IOException
{
Reader in = null;
Writer out = null;
try
{
in = new FileReader(inFile);
out = new FileWriter(outFile);
encryptCharStream(in, out);
}
finally
{
if (in != null) in.close();
if (out != null) out.close();
}
}
10
/**
Cifra il contenuto di un flusso.
@param in il flusso di ingresso
@param out il flusso di uscita
*/
public void encryptCharStream(Reader in, Writer out)
throws IOException
{
boolean done = false;
while (!done)
{
int next = in.read();
if (next == -1) done = true;
else
{
char b = (char)next;
char c = encrypt(b);
out.write(c);
}
}
}
11
/**
Cifra un char.
@param b il char da cifrare
@return il char cifrato
*/
public char encrypt(char b) {
String s = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
int i = 0;
while (i < 26) {
if (b == s.charAt(i))
return s.charAt((i + key +26)%26);
else if (b == Character.toUpperCase(s.charAt(i)))
return Character.toUpperCase(s.charAt((i+ key
+26)%26));
i++;
}
return b;
}
private int key
}
12
Argomenti sulla riga di comando
ƒ
Scriviamo un programma Crypt che
testa la classe Shift
ƒ
Legge il nome del file da cifrare e la
chiave di cifratura dalla riga di comando
13
Argomenti sulla riga di comando
ƒ
Argomenti accettati
ƒ
-d per indicare la decifratura
ƒ -k per indicare la chiave (3 di default)
ƒ Il nome del file input
ƒ Il nome del file output
Esempio:
ƒ
ƒ
java Crypt input.txt encrypt.txt
ƒ
java Crypt –d –k11 encrypt.txt output.txt
14
Argomenti sulla riga di comando
15
File Crypt.java
import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class Crypt
{
public static void main(String[] args)
{
boolean decrypt = false;
int key = DEFAULT_KEY;
File inFile = null;
File outFile = null;
if (args.length < 2 || args.length > 4) usage();
16
try
{
for (int i = 0; i < args.length; i++)
{
if (args[i].charAt(0) == '-')
{
// è un’opzione della riga comandi
char option = args[i].charAt(1);
if (option == 'd')
decrypt = true;
else if (option == 'k')
key = Integer.parseInt(args[i].substring(2));
}
17
else
{
// è il nome di un file
if (inFile == null)
inFile = new File(args[i]);
else if (outFile == null)
outFile = new File(args[i]);
else usage();
}
}
if (decrypt) key = -key;
Shift crypt = new Shift(key);
crypt.encryptFile(inFile, outFile);
}
catch (NumberFormatException exception)
{
System.out.println(exception);
}
18
catch (IOException exception)
{
System.out.println("Errore nel processare il file: "
+ exception);
}
}
/**
Stampa un messaggio che descrive l’uso corretto,
poi termina il programma.
*/
public static void usage()
{
System.out.println(
"Utilizzo: java Crypt [–d] [–kn] infile outfile");
System.exit(1);
}
public static final int DEFAULT_KEY = 3;
}
19
Cifratura di dati binari
ƒ
Scriviamo un programma che
ƒ
ƒ
ƒ
Legge da un file dati binari, un byte alla volta
Cifra i dati, un byte alla volta, usando un
cifrario con shift
Scrive in un file i byte cifrati, uno alla volta
20
Cifratura di dati binari
int next = in.read(); //leggi il prossimo byte
if (next == -1)
done = true;
else //il file non è terminato
{
byte b = (byte)next; //converti in byte
byte c = encrypt(b); //cifra il byte
out.write(c); //scrive il byte cifrato
}
21
File Shift.java
import java.io.*;
public class Shift
{
/**
Costruisce un cifrario con shift.
@param aKey la chiave di cifratura
public Shift(int aKey)
{
key = aKey;
}
22
/**
Cifra il contenuto di un file.
@param inFile il file di ingresso
@param outFile il file di uscita
*/
public void encryptFile(File inFile, File outFile)
throws IOException
{
InputStream in = null;
OutputStream out = null;
try
{
in = new FileInputStream(inFile);
out = new FileOutputStream(outFile);
encryptStream(in, out);
}
finally
{
if (in != null) in.close();
if (out != null) out.close();
}
}
23
/**
Cifra il contenuto di un flusso.
@param in il flusso di ingresso
@param out il flusso di uscita
*/
public void encryptStream(InputStream in, OutputStream out)
throws IOException
{
boolean done = false;
while (!done)
{
int next = in.read();
if (next == -1) done = true;
else
{
byte b = (byte)next;
byte c = encrypt(b);
out.write(c);
}
}
}
24
/**
Cifra un byte.
@param b il byte da cifrare
@return il byte cifrato
*/
public byte encrypt(byte b)
{
return (byte)(b + key);
}
private int key;
}
25