Ferramenta de criptografia/descriptografia Serpent

Serpent é uma cifra de bloco de chave simétrica que foi um dos cinco finalistas no concurso AES (Advanced Encryption Standard). Projetado por Ross Anderson, Eli Biham e Lars Knudsen, foi considerado o design mais conservador entre os finalistas.

Embora Rijndael (agora AES) tenha vencido o concurso principalmente devido ao seu melhor desempenho, Serpent tinha a maior margem de segurança de todos os finalistas. Usa um tamanho de bloco de 128 bits e suporta tamanhos de chave de 128, 192 ou 256 bits, com 32 rodadas de criptografia comparadas às 10-14 do AES.

O design do Serpent prioriza segurança sobre velocidade, usando uma estrutura de rede de substituição-permutação (SPN). Sua abordagem conservadora e grande margem de segurança o tornam uma excelente escolha para aplicações onde a segurança é primordial.

Características principais

• Tamanho de bloco de 128 bits: Igual ao AES, processa dados em blocos de 16 bytes
• Comprimento de chave variável: Suporta chaves de 128, 192 e 256 bits
• 32 rodadas: Mais rodadas que o AES (10-14), fornecendo maior margem de segurança
• Design conservador: Prioriza segurança sobre desempenho com componentes bem analisados
• Livre de patentes: Completamente livre para uso sem preocupações de licenciamento

Modos de criptografia

• CBC: Cada bloco de texto plano é XORado com o bloco cifrado anterior antes da criptografia. Requer IV, mais seguro para uso geral.
• ECB: Cada bloco é criptografado independentemente. Não precisa de IV, mas o mesmo texto plano produz o mesmo texto cifrado. Não recomendado para dados sensíveis.
• CFB: Converte cifra de bloco em cifra de fluxo. Requer IV, permite criptografia de dados menores que o tamanho do bloco.
• OFB: Modo de feedback de saída, converte cifra de bloco em cifra de fluxo. Requer IV, erros no texto cifrado não se propagam.

Contexto do concurso AES

Em 1997, o NIST anunciou um concurso para selecionar um novo padrão de criptografia para substituir o DES. Serpent foi um dos 15 candidatos iniciais e chegou aos cinco finalistas.

Os cinco finalistas foram: Rijndael (vencedor), Serpent, Twofish, RC6 e MARS. Embora Rijndael tenha se tornado AES devido ao seu melhor desempenho, Serpent foi notado por ter a maior margem de segurança.

Muitos criptógrafos recomendam Serpent para aplicações onde a segurança é mais importante que a velocidade, já que seu design conservador deixa mais margem para potenciais avanços futuros em criptoanálise.

Considerações de segurança

• Serpent tem a maior margem de segurança entre os finalistas AES, com 32 rodadas fornecendo proteção significativa contra ataques potenciais.
• Nenhum ataque prático contra o Serpent completo de 32 rodadas foi publicado. O melhor ataque conhecido funciona contra 12 rodadas.
• Sempre use CBC ou outros modos de encadeamento em vez de ECB para melhor segurança com dados reais.
• Use um IV único para cada operação de criptografia com a mesma chave para prevenir análise de padrões.

Casos de uso

• Aplicações de alta segurança: Sistemas militares, governamentais e financeiros que requerem margem de segurança máxima
• Proteção de dados a longo prazo: Criptografia de arquivos onde os dados devem permanecer seguros por décadas
• Segurança paranoica: Quando você quer margem de segurança extra além do que o AES fornece
• Pesquisa acadêmica: Estudo de design de cifra de bloco e criptoanálise

Referências

• Documentação do concurso AES do NIST
• Wikipédia - Serpent (cifra)
• Artigo original do Serpent por Anderson, Biham e Knudsen