🔐 Cripto-ALU: Unidade Lógica e Aritmética Criptográfica

Este projeto consiste no desenvolvimento de uma Unidade Lógica e Aritmética (ULA / ALU) especializada em criptografia e descriptografia de dados em tempo real, modelada e simulada utilizando o software Logisim.

O sistema foi desenhado de forma totalmente modularizada, garantindo a separação limpa entre os blocos de entrada de dados, o núcleo de processamento criptográfico e as saídas textuais.

👥 Integrantes do Grupo

• Guilherme Alves Barbosa - RA: 082220014
• Murilo Umbelino Oliveira dos Santos - RA: 082230013
• Lucas Junqueira Gonçalves - RA: 082230029
• Victor Mendes de Andrade Ferreira - RA: 082230015

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💻 Algoritmos Implementados

O circuito possui um seletor de 2 bits (SEL[1:0]) que define qual das quatro operações lógicas ou aritméticas será executada sobre o caractere digitado (ASCII):

SEL[1:0]	Algoritmo	Descrição
00	XOR	Operação lógica bit a bit com uma chave configurável (mesmo circuito codifica e decodifica).
01	Cifra de César	Operação aritmética binária pura. Soma uma constante (Encrypt) ou subtrai (Decrypt) via blocos somadores/subtratores de 8 bits.
10	Inversão de Bits	Aplicação do complemento de bits (Porta lógica NOT).
11	Permutação de Bits	Reordenação fixa e cruzada de fiação utilizando Splitters: $[b_7 b_6 b_5 b_4 b_3 b_2 b_1 b_0] \rightarrow [b_0 b_2 b_4 b_6 b_1 b_3 b_5 b_7]$. O modo Decrypt aplica a fiação inversa.

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🗺️ Passo a Passo: Como Usar e Testar o Programa

Siga rigorosamente as instruções abaixo para executar a simulação e verificar a reversibilidade dos algoritmos.

1. Preparação do Ambiente

1. Certifique-se de ter o Logisim 2.7.1 instalado no seu computador.
2. Abra o Logisim, vá em File -> Open e selecione o arquivo do circuito: criptoULA.circ.
3. Certifique-se de que você está visualizando o circuito principal dando um duplo clique em main na árvore de circuitos do painel esquerdo.

2. Ativação do Clock Automático

Para que o Teclado (Keyboard) e a Tela (TTY) funcionem de forma sincronizada através do circuito de pulso implementado:

1. No menu superior, clique em Simulate (Simulação).
2. Clique em Ticks Enabled (Habilitar Pulsos de Clock) ou use o atalho Ctrl + K.
3. (Opcional) No mesmo menu, vá em Tick Frequency e configure para 4 Hz ou 8 Hz para respostas mais rápidas.

3. Configurando as Chaves Estáticas

Antes de digitar, defina os parâmetros nos pinos de entrada localizados no circuito main:

• Seletor de Códificação: Definir qual codificação irá ser utilizada modificando o componente "SEL" seguindo a tabela apresentada acima no módulo "Algoritmos Implementados"
• Chave do XOR / Deslocamento de César: Altere os pinos de entrada binária de 8 bits para definir a chave (Ex: 00001111 para XOR ou 00000011 para deslocamento de 3 posições no César).
• Pino CryptDecrypt (Modo): Deixe em 0 para Criptografar (Encrypt) ou mude para 1 para Descriptografar (Decrypt).

4. Digitação e Execução do Teste

1. Selecione a ferramenta de interação Poke Tool (ícone da Mãozinha 👆 no canto superior esquerdo).
2. Clique uma vez bem no centro do componente Keyboard (Teclado) para ativá-lo. Uma pequena barra vertical (cursor) aparecerá no teclado.
3. Comece a digitar as letras utilizando o teclado físico do seu computador.
4. O que observar:
   • O texto original digitado fluirá pelo circuito.
   • O display TTY de Saída imprimirá imediatamente o caractere já processado de acordo com o algoritmo selecionado nas chaves SEL.

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✔️ Exemplos de teste de Criptografia e Descriptografia

1. Exemplo para XOR (SEL = 00) com chave criptográfica igual a 00001111:

Criptografia:

Descriptografia:

2. Exemplo para Cifra de César (SEL = 01) com chave criptográfica igual a 3 (00000011):

Criptografia:

Descriptografia:

3. Exemplo para Inversão de Bits (SEL = 10)

Criptografia:

Descriptografia:

4. Exemplo para Permutação (SEL = 11):

Criptografia:

Descriptografia:

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📄 Documentação do Projeto

Abaixo segue a documentação técnica do circuito desenvolvido:

📘 Documentação Técnica - Cripto-ULA

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📽️Vídeo explicativo sobre o Projeto

Abaixo segue o link do Youtube para assistir o vídeo explicativo sobre o circuito desenvolvido:

📼 Vídeo Explicativo - Cripto-ULA

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