O que é a cifra Playfair?
A Cifra Playfair é um método clássico de substituição que trabalha com dígrafos
(pares de letras).
Em vez de cifrar uma letra de cada vez, ela transforma cada par utilizando uma matriz 5×5
gerada a partir de uma palavra-chave.
Para caber nas 25 células, as letras I e J geralmente são unificadas
(ou uma delas é omitida).
Em textos em português, costuma-se normalizar os acentos (á→a, ê→e, etc.)
e decidir como tratar letras especiais como ç ou ñ:
elas podem ser deixadas sem cifrar ou substituídas pela letra mais próxima.
O importante é documentar essa convenção para que a decifragem seja reproduzível.
Como funciona
1) Construção da matriz: escreva a palavra-chave removendo letras repetidas
e complete com as demais letras do alfabeto (unificando I/J se preferir).
Isso forma uma grade 5×5 ordenada pela palavra-chave.
2) Preparação do texto: normalize a mensagem e divida-a em dígrafos.
Se um par tiver letras iguais (ex.: LL), insira uma letra de preenchimento
(geralmente X) entre elas; se o texto terminar com uma letra sozinha, adicione também um
caractere de preenchimento ao final.
3) Regras de cifragem por pares: para um par (A,B) com posições
A=(r1,c1) e B=(r2,c2) na matriz:
- Mesma linha: substitua cada letra pela que está à sua direita (cíclica na linha).
- Mesma coluna: substitua cada letra pela que está abaixo (cíclica na coluna).
- Retângulo: cada letra assume a coluna da outra (troca de colunas opostas).
A decifragem faz o inverso: move para a esquerda na mesma linha, para cima na mesma coluna e realiza a mesma troca em caso de retângulo. Todos os índices são calculados mod 5.
Esquema / Regras
Seja M a grade 5×5. Para um par (A, B):
A = (r1, c1), B = (r2, c2)
Cifragem:
- Se r1 = r2: A' = (r1, c1+1), B' = (r2, c2+1)
- Se c1 = c2: A' = (r1+1, c1), B' = (r2+1, c2)
- Se formam um retângulo: A' = (r1, c2), B' = (r2, c1)
Decifragem inverte (esquerda/cima/troca). Índices mod 5.
Exemplo
Exemplo rápido
Palavra-chave: PLAYFAIR EXAMPLE (unificando I/J).
Texto: HIDETHEGOLDINTHETREESTUMP → dividido em pares,
inserindo X quando houver letras duplas.
Aplicando as regras padrão do método Playfair, obtém-se o texto cifrado clássico:
BMODZBXDNABEKUDMUIXMMOUVIF.
Isso mostra como o uso de dígrafos e da matriz 5×5 dificulta a análise simples de frequência.
Observação: se decidir manter espaços e pontuação, registre esse comportamento; caso contrário, eles costumam ser removidos antes de formar os dígrafos.
História
- Desenvolvida por Charles Wheatstone em 1854 e divulgada por Lord Playfair.
- Utilizada por forças militares no início do século XX por sua simplicidade e resistência superior aos ciframentos monoalfabéticos básicos.
Ataques clássicos
- Análise de dígrafos: estudo das frequências de pares de letras e padrões linguísticos.
- Texto conhecido ou escolhido: conhecendo parte do texto original, é possível ajustar a matriz.
- Busca assistida por computador: heurísticas como hill-climbing, recozimento simulado e algoritmos genéticos otimizam a matriz com base em pontuações linguísticas (bigramas/trigramas).
Embora mais forte que o Cifra de César, o Playfair continua sendo um método clássico e torna-se vulnerável com volume suficiente de texto e técnicas modernas de criptoanálise.
Vantagens e desvantagens
Vantagens
- Mais resistente que cifras monoalfabéticas simples, pois trabalha com dígrafos.
- Excelente valor didático para introduzir matrizes, regras e preparação de texto.
- Implementação clara e reprodutível, com poucas convenções (união I/J, letra de preenchimento).
Desvantagens
- Método clássico e inadequado para segurança moderna; vulnerável com textos longos.
- As convenções (preenchimento, I/J, caracteres especiais) devem ser documentadas; se conhecidas, facilitam ataques.
- Não garante integridade nem autenticidade — apenas transforma pares de letras.