Questão de Segurança da Informação — Conceitos de Criptografia (Chaves, Simetria, etc.) — VUNESP 2023

Modos de operação de cifras de bloco: ECB e a independência dos blocos

Gabarito: letra A. O modo de operação que cifra cada bloco de texto claro de forma independente, usando a mesma chave, é o ECB (Electronic Codebook — livro-código eletrônico). Nos demais modos (CBC, CFB, OFB e CTR) há algum tipo de dependência entre blocos — seja por encadeamento, realimentação ou contador — o que os torna inadequados à definição do enunciado.

A criptografia de bloco divide a mensagem em blocos de tamanho fixo (por exemplo, 64 ou 128 bits) e aplica o algoritmo de cifra (como AES ou DES) a cada bloco. A questão central é: como esses blocos são processados? Cada modo de operação define essa regra. O ECB é o mais simples: cada bloco é cifrado isoladamente, com a mesma chave, sem qualquer relação com os blocos vizinhos. Isso traz uma consequência prática importante: blocos iguais de texto claro produzem blocos iguais de texto cifrado, o que pode revelar padrões na mensagem — por isso o ECB é considerado inseguro para mensagens longas ou com repetições.

Os demais modos foram criados justamente para superar essa limitação, introduzindo dependência entre os blocos:

• CBC (Cipher Block Chaining): cada bloco de texto claro é combinado (XOR) com o bloco cifrado anterior antes de ser cifrado. O primeiro bloco usa um vetor de inicialização (IV).

• CFB (Cipher Feedback): o bloco cifrado anterior é realimentado como entrada da cifra, e o resultado é combinado com o texto claro.

• OFB (Output Feedback): a saída da cifra é realimentada, gerando um fluxo de chave que é combinado com o texto claro.

• CTR (Counter): um contador é cifrado e o resultado é combinado com o texto claro; o contador é incrementado a cada bloco.

Todos esses modos criam uma dependência sequencial entre os blocos, seja por encadeamento (CBC, CFB), por realimentação (OFB) ou por contador (CTR). Apenas o ECB processa cada bloco de forma totalmente independente.

A banca explora exatamente essa distinção: o candidato que decora os nomes dos modos sem entender o mecanismo pode confundir ECB com CBC, ou achar que CTR também é independente. A palavra-chave do enunciado é "de forma independente" — isso elimina de imediato CBC, CFB, OFB e CTR, pois todos eles dependem de um estado anterior (bloco cifrado, saída anterior ou contador).

Alternativa A — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O ECB (Electronic Codebook) cifra cada bloco de b bits de texto claro de forma independente, usando a mesma chave para todos os blocos. É exatamente a definição apresentada no enunciado. A independência é a característica central desse modo — e é também a razão de sua principal fraqueza: blocos idênticos geram cifras idênticas, revelando padrões.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O modo CTR (Counter) cifra um contador (que é incrementado a cada bloco) e combina o resultado com o texto claro via XOR. Embora permita processamento paralelo, o CTR depende do valor do contador, que varia a cada bloco — não é uma cifragem independente no sentido do ECB. O contador é um estado que evolui, criando uma relação entre os blocos.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O modo OFB (Output Feedback) realimenta a saída da cifra como entrada para o próximo bloco, gerando um fluxo de chave que é combinado com o texto claro. Há uma dependência sequencial: o bloco atual depende da saída do anterior. Portanto, não é independente.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O modo CFB (Cipher Feedback) realimenta o bloco cifrado anterior como entrada da cifra. O texto cifrado de um bloco depende do texto cifrado do bloco anterior — uma dependência explícita que contraria a independência descrita no enunciado.

Alternativa E — ❌ Incorreta

O modo CBC (Cipher Block Chaining) combina cada bloco de texto claro com o bloco cifrado anterior (via XOR) antes de cifrar. O primeiro bloco usa um vetor de inicialização. Essa é a dependência clássica de encadeamento — o oposto da independência do ECB.

Gabarito: letra A — o modo livro-código eletrônico (ECB) é o único em que cada bloco é cifrado de forma independente, com a mesma chave.