Arqueología informática: la criptografía clásica con Scracth

Abstract

[ES] El trabajo presentado se centra principalmente en la elaboración de cuatro cifrados clásicos de la historia de la criptografía (Escítala espartana, Tablero de Polibio, Cifrado de César y Disco de Alberti) mediante el uso de Scratch como lenguaje de programación. Además incluiremos un programa simple explicando el concepto de ataque de fuerza bruta, el cual se sigue usando actualmente dentro de las técnicas del criptoanálisis. Dichos cifrados se incluirán en el Museo de Informática de la Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Informàtica con el propósito de enseñar al público adolescente de forma didáctica la importancia de la seguridad con ejemplos prácticos donde ellos sean quienes interactúen con el programa. En la primera parte del documento se contará cronológicamente la historia de la criptografía desde el primer cifrado conocido históricamente (Escítala espartana), hasta los algoritmos que existen hoy en día para mantener la seguridad de los mensajes que enviamos por las redes modernas, por ejemplo el algoritmo AES que es el estándar actualmente. Posteriormente se explicarán las bases de Scratch y cómo se adapta dicho lenguaje de programación a la creación de los cifrados propuestos. Por último, se explicará detalladamente el procedimiento a seguir para desarrollar los cinco programas (los cuatro cifrados y fuerza bruta) y así animar a nuestro público a usar Scratch para aprender a programar y asentar las bases que poseen todos los lenguajes de programación modernos (variables, lista de variables, bucles, envío de mensajes...).

[CA] El present treball es centra principalment en l’elaboració de quatre xifrats clàssics de la història de la criptografia (Escítala espartana, Tauler de Polibio, Xifrat de Cèsar i Disc d’Alberti) mitjançant l’ús de Scratch com a llenguatge de programació. A més, inclourem un programa senzill explicant el concepte d’atac de força bruta, el qual es seguix utilitzant actualment dins de les tècniques de criptoanàlisis. Aquestos xifrats s’inclouràn al Museu d’Informàtica de l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Informàtica amb el propòsit d’ensenyar al públic adolescent de forma didàctica la importància de la seguretat amb exemples pràctics on ells són els que interactuen amb el programa. En la primera part del document es contarà cronològicament la història de la criptografia des del primer xifrat conegut històricament (Escítala espartana), fins als algoritmes que existixen hui en dia per a mantindre la seguretat dels missatges que enviem per les xarxes modernes, per exemple l’algoritme AES que és l’estàndard actualment. Més endavant s’explicaran les bases de Scratch i com s’adapta aquest llenguatge de programació a la creació dels xifrats propostos. Per últim, s’explicarà amb detall el procediment a seguir per a desenvolupar els cincs programes (quatre xifrats i força bruta) i d’aquesta manera animar el nostre pú- blic a utilitzar Scratch per a aprendre a programar i assentar les bases que posseixen tots els llenguatges de programació moderns (variables, llista de variables, bucles, enviament de missatges...)

[EN] The current work is mainly focused on the elaboration of four classic ciphers in the history of criptography (Spartan scytale, Polybius square, Caesar cipher and Alberti’s cipher wheel) using Scratch as the programming language. Furthermore we will include an easy program explaining the concept of Brute force which is still used at the present in the cryptanalysis techniques. These ciphers will be included in the Museo de Informática of Escola Tècnica Superior d’Ingenieria Informàtica in order to teach young public in a educational way how important the security is with practical examples where they will be the ones who interact with the program. First of all, the document will contain the history of the crytography chronologically from the very first known cipher (Spartan scytale), until the algorithms we know nowadays used to grant the safety of the messages we send on the Internet, for instance AES algorithm which is currently the standard. Afterwards, it will be explained how Scratch works and how it adapts to create the proposed ciphers. Finally, the development of each program will be described in detail aiming our target audience to use Scratch to start learning how to program and settle the fundaments that every modern programming language owns (variables, arrays, loops, message passing...).