A forma mais utilizada para prover a segurança em pontos vulneráveis de uma rede de computadores é a utilização da criptografia. A RFC 4949 (Request For Coments nº 4949) define o termo criptografia como a ciência matemática que lida com a transformação de dados para mudar seu significado em algo ininteligível para o inimigo, isto é, esconder seu conteúdo semântico prevenindo sua alteração ou o seu uso sem autorização.

A palavra tem origem grega (kriptos = escondido, oculto e grifo = grafia) e define a arte ou ciência de escrever em cifras ou em códigos utilizando um conjunto de técnicas que torna a mensagem incompreensível e chamada comumente de "texto cifrado", através de um processo chamado cifragem, permitindo que apenas o destinatário desejado consiga decodificar e ler a mensagem com clareza. As mensagens legíveis são chamadas de texto plano ou texto limpo e as ilegíveis, são chamadas de texto cifrado.

Criptografia Simétrica e Assimétrica

A criptografia fornece técnicas para codificar e decodificar dados, tais que os mesmos possam ser armazenados, transmitidos e recuperados sem sua alteração ou exposição. Essas técnicas utilizam conceitos matemáticos para a construção de seus algoritmos e podem ser usadas como um meio efetivo de proteção de informações suscetíveis a ataques, estejam elas armazenadas em algum dispositivo de armazenamento de dados ou sendo transmitidas pela rede de comunicação. Seu principal objetivo é prover uma comunicação segura, garantindo serviços básicos de autenticação, privacidade e integridade dos dados.

A criptografia moderna pode ser classificada como Simétrica ou Assimétrica. Na criptografia assimétrica existem duas chaves, uma conhecida por chave pública e a outra por chave privada. Já a criptografia simétrica define uma única chave para cifrar e decifrar uma mensagem. Os algoritmos Simétricos, por sua vez, podem ser subdivididos em algoritmos em bloco e algoritmos de fluxo. Um algoritmo é tanto mais poderoso (e eficiente) quanto melhor for a utilização que faz da chave e quanto mais resistente for à criptoanálise (processo que tenta descobrir o conteúdo cifrado pelo algoritmo, sem necessitar de qualquer tipo de chave).

Encontramos soluções que utilizam ambas as técnicas simultaneamente, onde a criptografia assimétrica é usada para o estabelecimento da comunicação segura inicial e para a troca de uma chave simétrica, que será utilizada na restante comunicação. A vantagem desta solução reside na diminuição da carga computacional, uma vez que a criptografia assimétrica requer um maior esforço computacional relativamente à criptografia de chave simétrica, ganhando-se assim em termos de desempenho.

A criptografia simétrica é utilizada para prover a segurança das informações. Nesta técnica uma mesma chave é compartilhada entre o emissor e o receptor, sendo utilizada para criptografar e decriptografar a mensagem (Figura 1). Com este modelo pode-se garantir a confidencialidade da mensagem porque somente o emissor e o receptor têm conhecimento da chave secreta.

Em cifradores simétricos, o algoritmo de criptografia e decriptografia são os mesmos, mudando apenas a forma como são utilizadas as chaves e texto cifrado não contém qualquer parte da chave e não sofre alteração quanto ao seu tamanho.

No caso da cifra da figura anterior, o tamanho do bloco é 64 bits. Como o arquivo não é múltiplo de 64 bits, um enchimento, chamado de padding, foi inserido no bloco 5. Cabeçalhos inseridos no arquivo cifrado devem informar qual foi o algoritmo usado, qual o tamanho de bloco e qual o tamanho real do arquivo para que no momento da decriptação o padding seja descartado.

As cifras em bloco são melhores para criptografar dados estáticos, onde já se sabe antecipadamente o tamanho e se podem dividir em blocos de M bits. Um possível problema com cifras em bloco é o fato da existência de blocos repetitivos que acabam por criar um padrão. Para evitar o reconhecimento de padrões repetitivos usam-se os feedback modes:

• Electronic Code Book (EBC) - Neste modo, a mensagem é dividida em blocos de tamanho adequado, cada bloco é cifrado em separado e os blocos cifrados são concatenados na mesma ordem (Figura 3). O grande inconveniente desta técnica é que blocos da mensagem original idênticos vão produzir blocos cifrados idênticos, o que pode não ser desejável.