Criptografia Enigma

Este projeto consiste em uma implementação de um cifrador e decifrador Enigma, um famoso dispositivo de criptografia usado pela Alemanha nazista durante a Segunda Guerra Mundial. O objetivo desse dispositivo era codificar mensagens militares e protegê-las contra interceptação e decodificação pelos inimigos.

Equações Implementadas

As equações utilizadas foram manipulações e multiplicações matriciais. Utilizamos matrizes de transformação (matriz identidade com linhas permutadas), para a realização da cifragem da mensagem. Para isso, seguimos uma determinada regra de multiplicação: a mensagem, antes, é transformada para uma matriz one hot,e iteramos em cada coluna dessa matriz one-hot, fazendo uma multiplicão por uma matriz de transformação E. Para cada coluna i > 1 multiplicamos i - 1 vezes a matriz E pela mensagem em one-hot. Com isso, ficamos com uma matriz que será usada para a cifragem da mensagem.

Utilizamos o conceito de matriz inversa, para poder decifrar a mensagem cifrada. Para isso, fizemos a inversa da matriz P e E (ambas matrizes de permutações, utilizadas para a cifragem da mensagem) e multiplicamos por uma matriz, que representa a matriz one-hot da mensagem, seguindo uma regra. A regra é que para coluna j da matriz one-hot, multiplicamos a inversa de E pela coluna j (j - 1) vezes e aṕós isso, multiplicamos por P. Dessa forma, conseguimos obter uma matriz, que será convertida na mensagem original.

Como baixar

A biblioteca "criptografia" está disponível para baixar utilizando o pip do python, basta executar: pip install criptografiaferik

Após isso, você poderá utilizar os seguintes métodos:

cifrar(msg : str, P : np.array): Aplica uma cifra simples em uma mensagem recebida como entrada e retorna a mensagem cifrada. P é a matriz de permutação que realiza a cifra.

• Deve ser realizada uma multiplicação matricial entre a matriz de permutação e a mensagem.

de_cifrar(msg : str, P : np.array): Recupera uma mensagem cifrada, recebida como entrada, e retorna a mensagem original. P é a matriz de permutação que realiza a cifra.

• Deve ser realizada uma multiplicação matricial entre a inversa da matriz de permutação e a mensagem, efetuando o caminho inverso da cifra.

enigma(msg : str, P : np.array, E : np.array): Faz a cifra Enigma na mensagem de entrada usando o cifrador P e o cifrador auxiliar E, ambos representados como matrizes de permutação.

• Deve ser realizada uma multiplicação matricial entre o P, E0 * E1*...Ei (sendo i o indice correspondente a letra da mensagem) e a mensagem.

de_enigma(msg : str, P : np.array, E : np.array): Recupera uma mensagem cifrada como Enigma assumindo que ela foi cifrada usando o cifrador P e o cifrador auxiliar E, ambos representados como matrizes de permutação.

• Deve ser realizada uma multiplicação matricial E0 * E1*...Ei (sendo i o indice correspondente a letra da mensagem), o P, e a mensagem .

Para utilizar cada uma das funções da biblioteca segue as explições:

• cifrar: Passe a sua mensagem original como método da função, e a sua matriz permutação, sendo essa última opcional, haja vista que já possui uma pre-definida.
• de_cifrar: Passe a sua mensagem cifrada como método da função, e a matriz permutação, sendo essa última opcional, haja vista que já possui uma pre-definida.
• enigma: Passe a sua mensagem original como método da função, a matriz permutação, e a matriz permutação auxiliar, sendo as duas últimas opcionais, haja vista que elas estão pre-definidas.
• de_enigma: Passe o seu enigma como método da função, a matriz permutação, e a matriz permutação auxiliar, sendo as duas últimas opcionais, haja vista que elas estão pre-definidas.

Como Rodar o demo.py

Primeiramente, verifique se você está na pasta criptografia, após isso, abra o seu terminal e execute o seguinte comando: python demo.py Será exibido em seu terminal alguns testes de cada uma das funções que foram implementadas.