CRITTOGRAFIA VISUALE APPLICATA AI SEGNALI DIGITALI
CRITTOGRAFIA VISUALE
All'interno di questo sito, abbiamo parlato del messaggio di Arecibo e dell'implementazione che ne ha permesso la diffusione nello spazio: esso venne mandato in chiaro, dal momento che era impensabile che vi fosse un man-in-the-middle pronto ad intercettare illecitamente il messaggio.
Lo stesso ragionamento non lo si può fare se volessimo costruire intorno alla tecnica di diffusione del messaggio di Arecibo un protocollo di comunicazione: serve quindi implementare un algoritmo crittografico che codifichi il messaggio primache esso possa essere inviato e quindi decrittato prima di essere ricevuto, e questo algoritmo può essere tranquillamente basato sulla crittografia visuale, la quale può essere classica o avanzata.
Crittografia visuale classica
La crittografia visuale classica è una tecnica crittografica che permette di decodificare informazioni visuali in modo tale che la decodifica può essere effettuata dal sistema visivo umano, senza l'ausilio di alcun computer.
Essa è stata introdotta da Moni Naor e Adi Shamir nel 1994, dimostrando così che è possibile dividere un'immagine in più parti, in modo che solo una persona in possesso di ciascuna di esse può ricostruire quest'immagine, e che basta che ne manchi una sola perchè l'immagine risulti illeggibile (nel nostro caso, le parti usate per ciascuna immagine saranno 2).
Crittografia visuale avanzata
Dato che l'obiettivo è quello di applicare la crittografia visuale su una rete di calcolatori sottoforma di protocollo di comunicazione, la prima cosa da fare, quindi, è analizzare bene la crittografia visuale classica: se la applicassimo alle immagini binarie, noteremo che in fase di codifica viene utilizzata la funzione XOR, mentre in fase di decodifica viene utilizzata la funzione OR.
Naor e Shamir inventarono la crittografia visuale senza prevedere una sua possibile implementazione su un protocollo di comunicazione, di qui la funzione OR per la decifratura che, osservandola attentamente, si tratta di una vera e propria operazione di sovrapposizione effettuabile anche manualmente prendendo un foglio nero ed uno trasparente.
Per passare dalla crittografia visuale classica a quella avanzata, mentre la fase di codifica non ha necessità di essere cambiata, la fase di decodifica, al contrario, ha bisogno di un'aggiustatina:
infatti, la funzione OR permette sì di ricostruire l'informazione, ma rende inevitabile un contorno di interferenze intorno ad essa, causate dalla non completa eliminazione della chiave.
Queste interferenze non permettono, purtroppo, lo scambio di chiavi all'interno di un protocollo Needham-Schröder-based, e quindi rende la crittografia visuale classica non adatta ad essere applicata su un protocollo di comunicazione.
Come si può vedere in figura, la chiave A prima crittata con lo XOR e poi decrittata con l'OR presenta l'interferenza segnata in rosso: continuando a crittarla e decrittarla, queste interferenze aumentano in modo esponenziale, rendendo così la chiave inutilizzabile.
Una soluzione a questo problema è intrrodurre lo XOR anche in fase di decodifica in sostituzione dell'OR, permettendo così di ottenere una perfetta decodifica dell'informazione crittata e di scambiare chiavi.
Qui di seguito vi è illustrato il processo di codifica/decodifica a livello circuitale e la descrizione schematica della dinamica della crittografia visuale avanzata:
