Cifrado César
En la criptografía, un cifrado César, también conocido como cifrado por desplazamiento, es una de las formas más simples y más usadas de las técnicas de codificación. Es una especie de cifrado por sustitución en la que una letra en el texto original es reemplazada por otra letra en una posición a un número determinado de espacios más adelante en el alfabeto. Por ejemplo, con un desplazamiento de 3, la A sería reemplazada por la D, la B sería reemplazada por la E, etcétera. Este método debe su nombre a Julio César, que lo usaba para comunicarse con sus generales.
EL proceso de codificación del cifrado César muchas veces se usa como parte de un sistema complejo de codificaciones, como el cifrado Vigenère, y aún tiene aplicaciones en el sistema ROT13. Como todos los cifrados de sustitución alfabética simple, el cifrado César es fácilmente descifrable y en la práctica no ofrece mucha seguridad en la comunicación.
Ejemplo
La transformación puede ser representada alineando dos alfabetos; el alfabeto cifrado es un alfabeto normal rotado un número de posiciones hacia la izquierda o derecha. Por ejemplo, aquí está el cifrado César usando un desplazamiento hacia la derecha de tres espacios:
Texto original: abcdefghijklmnñopqrstuvwxyz Texto codificado: DEFGHIJKLMNÑOPQRSTUVWXYZABC
Para codificar un mensaje, simplemente se debe buscar cada letra de la línea del texto original y escribir la letra correspondiente en la línea codificada. Para decodificarlo se debe hacer lo contrario.
Texto original: jovencilloemponzoñadodewhiskyquéfigurotaexhibe Texto codificado: MRYHPFLÑÑRHOSRPCRQDGRGHZKLVNBTXHILJXURWDHAKLEH
La codificación también se puede representar usando aritmética modular transformando las letras en números, de acuerdo al esquema A = 0, B = 1,..., Z = 26. La codificación de la letra x con un desplazamiento n puede ser descrita matemáticamente como,
La decodificación se hace de manera similar,
Historia y uso
El cifrado César recibe su nombre en honor a Julio César, que, según Suetonio, lo usó con un desplazamiento de tres para proteger sus mensajes de importancia militar:
- Si tenía que decir algo confidencial, lo escribía usando el cifrado, esto es, cambiando el orden de las letras del alfabeto, para que ni una palabra pudiera entenderse. Si alguien quería decodificarlo, y entender su significado, debes sustituir la cuarta letra del alfabeto, es decir, la D por la A, y así con las demás. — Suetonio, Vida de Julio César 56 [1].
Aunque César es la primera persona de la que se sabe que haya usado este sistema, otros cifrados por sustitución fueron usados antes. El sobrino de Julio César, Augusto, también usó el cifrado pero con un desplazamiento de uno:
- Cuando escribía con cifrado, escribía la B por la A, la C por la B y el resto de las letras de ese mismo modo, usando AA por la X. — Suetonio, Vida de Augusto 88.
Existe evidencia de que Julio César usaba también sistemas más complicados, y un escritor, Aulus Gellius, hace referencia a un tratado (ahora perdido) sobre el cifrado:
- Hay incluso un tratado ingeniosamente escrito del gramático Probus referente al significado secreto de las letras en la composición de las epístolas de César. — Aulus Gellius, 17.9.1–5.
No se sabe que tan efectivo resultaba el cifrado César en esa época, pero es posible que haya sido razonablemente seguro, ya que pocos enemigos de César habrían sido letrados, y mucho menos podrían considerar el criptoanálisis. Asumiendo que el atacante pudiera leer el mensaje, no existen pruebas de la existencia de técnicas para solucionar este tipo de codificación.
En el siglo 19, la sección de avisos personales de los periódicos servía a veces para intercambiar mensajes codificados usando técnicas de cifrado simples. Kahn (1967) describe algunas instancias de la comunicación secreta de algunos amantes que usaban el cifrado en The Times. Incluso en 1915, el cifrado César se usaba: la armada rusa lo empleaba como un reemplazo de otros cifrados más complicados que habían resultado muy difíciles de manejar por sus tropas; criptoanalistas alemanes y austriacos no tuvieron mucha dificultad para decodificar los mensajes.
El cifrado César se puede apreciar en algunos juguetes modernos como los anillos decodificadores. En el algoritmo ROT13 se usa el cifrado César con un desplazamiento de 13, un método simple para ofuscar el texto que se usa en algunos foros de Internet para ocultar texto (como la línea final de un chiste o partes de una historia que no se quieren revelar), pero no es usado como un método de codificación.
El cifrado Vigenère usa el cifrado César con un desplazamiento diferente en cada posición del texto; el valor del desplazamiento se define usando una palabra clave repetitiva. Si la palabra clave fuera 1) escogida al azar y 2) tan larga como el mensaje (para que no se repita), el sistema resultante sería, en teoría, indescifrable.
Descifrado
| Desplazamiento | Posible mensaje original |
|---|---|
| 0 | Ep exeuyi |
| 1 | Do dwdtxh |
| 2 | Cn cvcswg |
| 3 | Bm bubrvf |
| 4 | Al ataque |
| 5 | Zk zszptd |
| 6 | Yj yryosc |
| ... | |
| 23 | Hs hahxbl |
| 24 | Gr gzgwak |
| 25 | Fq fyfvzj |
El descifrado puede hacerse fácilmente. Se pueden considerar dos situaciones: 1) un atacante conoce (o adivina) que se puede utilizar alguna forma simple de sustitución de letras, pero no sabe que se usa el cifrado Cesar, y 2) un atacante sabe que se ha utilizado el cifrado César, pero no conoce el valor del desplazamiento.
En el primer caso, se puede descifrar usando las mismas técnicas que para cualquier otro cifrado simple de sustitución. Al estar solucionándolo, es probable que el atacante note rápidamente la regularidad en la solución y deducirá que se ha utilizado el cifrado Cesar.
En el segundo caso, es aún más sencillo descifrar el mensaje. Como existen sólo un determinado número de valores de desplazamiento, 27 en español, se puede probar cada uno en un ataque de fuerza bruta. Una forma de hacer esto es utilizar una tabla y en cada renglón escribir el texto con un desplazamiento diferente. El ejemplo de texto cifrado dado es "Ep exeuyi", se puede reconocer el mensaje original a simple vista con un desplazamiento de cuatro.
Otra forma de descifrarlo es emparejar la distribución de frecuencias de las letras. Graficando las frecuencias de las letras en el texto cifrado y conociendo la distribución de letras en el idioma original del mensaje original, una persona puede fácilmente determinar el valor de desplazamiento. Esto se conoce como análisis de frecuencia. Por ejemplo, en español, las frecuencias de las letras E y A (las más frecuentes) y las de K y W (las menos frecuentes) son particularmente distinguibles.
La mayoría de las veces sólo se encontrará un mensaje descifrado, sin embargo, cuando el mensaje es muy corto pueden aparecer varias palabras descifradas. Por ejemplo "ezaz" puede ser descifrado como "topo" o "jefe"; de manera similar "xzyz" puede ser descifrado como "cede" o "mono".
Repetir el proceso de cifrado varias veces no ofrece seguridad adicional. Esto se debe a que usar dos desplazamientos, por ejemplo el desplazamiento A y el desplazamiento B, sería equivalente a usar un desplazamiento de A + B.
Referencias
- David Kahn, Codebreakers — The Story of Secret Writing, 1967. ISBN 0684831309.
- F. L. Bauer, Decrypted Secrets, 2ª edición, 2000, Springer. ISBN 3540668713.
- Chris Savarese yBrian Hart, The Caesar Cipher, 1999 [2].
Enlaces externos
- Un codificador del cifrado César en línea (en inglés)
- Un decodificador del cifrado César (en inglés)
- codificador/decodificador del cifrado César: basado en frecuencias de letras