Classificazione dei Cifrari Simmetrici
I cifrari simmetrici, che utilizzano la stessa chiave sia per la cifratura che per la
decifratura, possono essere classificati in due categorie principali in base al modo in
cui processano il messaggio.
Cifrari a Flusso (Stream Ciphers)
I cifrari a flusso processano il messaggio un'unità alla volta (tipicamente un bit o un
byte). Funzionano generando un flusso di chiavi pseudocasuale (keystream) a partire
da una chiave segreta. Questo keystream viene poi combinato con il flusso di dati del
testo in chiaro, solitamente tramite un'operazione di XOR, per produrre il testo cifrato.
La decifratura avviene in modo analogo, combinando il testo cifrato con lo stesso
keystream.
Vantaggi: Generalmente sono più veloci e richiedono meno risorse hardware
rispetto ai cifrari a blocchi.
Svantaggi: La riutilizzo della stessa chiave per cifrare messaggi diversi può
portare a gravi vulnerabilità di sicurezza.
Cifrari a Blocchi (Block Ciphers)
I cifrari a blocchi, invece, suddividono il messaggio in blocchi di dimensione fissa (es.
64 o 128 bit) e cifrano ogni blocco individualmente. Concettualmente, un cifrario a
blocchi agisce come una sostituzione su un alfabeto molto grande, dove ogni blocco di
testo in chiaro viene mappato in modo deterministico a un blocco di testo cifrato. Data
la loro versatilità, i cifrari a blocchi trovano un'ampia gamma di applicazioni e
costituiscono la base per molti protocolli crittografici moderni.
Teoria e Struttura dei Cifrari a Blocchi
Lo sviluppo dei cifrari a blocchi moderni si basa sui principi teorici introdotti da Claude
Shannon e sulle architetture pratiche proposte da Horst Feistel.
Il Cifrario a Blocchi Ideale
Un cifrario a blocchi ideale sarebbe una sostituzione che mappa in modo univoco ogni
possibile blocco di testo in chiaro di
n
bit a un blocco di testo cifrato di
n
bit. Per un
blocco di
n
bit, esistono
2
n
possibili valori. Un cifrario ideale dovrebbe poter
implementare una qualsiasi delle
2
n!
permutazioni possibili. Tuttavia, la realizzazione
di un tale cifrario è impraticabile, poiché richiederebbe una tabella di mappatura (e
quindi una chiave) di dimensioni proibitive (
n
∗2
n
bit).
Confusione e Diffusione di Shannon
Per approssimare le proprietà di un cifrario ideale in modo pratico, Claude Shannon
introdusse i concetti di confusione e diffusione come criteri fondamentali per la
progettazione di un cifrario robusto:
Confusione (Confusion): Ha lo scopo di rendere la relazione tra la chiave e il
testo cifrato il più complessa e oscura possibile. A livello pratico, si ottiene
utilizzando operazioni non lineari, come le scatole di sostituzione (S-box).
