Entropia das senhas

PROBLEMA

Um assunto muito importante nos dias atuais é a segurança de uma senha eletrônica. Em geral, uma senha é uma sequência de [tex]k[/tex] símbolos escolhidos de um conjunto contendo [tex]n[/tex] símbolos. A entropia de um sistema de senha desse formato é o número
[tex]\qquad{E=\text{log}_2 (n^k)}[/tex].
Quanto maior for o valor de [tex]E[/tex] mais forte será o sistema de senha. Responda qual sistema de senha é mais forte: um que usa uma senha com [tex]4[/tex] símbolos escolhidos entre [tex]32[/tex] símbolos ou um sistema com [tex]6[/tex] símbolos escolhidos entre [tex]10[/tex] símbolos. Use [tex]\text{log}_2 10=3,322[/tex]

Reúnam seus Clubes e tentem resolver o problema.
Mas se não conseguirem, não faz mal. A partir do dia 26, próxima quinta-feira, deem uma passadinha na Sala Problemas: Dicas, Orientações e Dúvidas do nosso Fórum.
Lá vocês encontrarão Dicas e Orientações para tentarem resolver o problema e também poderão postar as suas dúvidas para que os nossos Moderadores possam lhes ajudar.
Resolvido o problema, vocês podem postar suas soluções no Blog para que todos tenham acesso a elas!

Bons estudos, pessoal!

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8 comentários

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  1. Para determinar qual sistema de senha é mais forte, precisamos calcular a entropia \( E \) de cada um deles usando a fórmula:

    \[
    E = \log_2(n^k)
    \]

    Sistema 1:Senha com 4 símbolos escolhidos entre 32 símbolos.

    Aqui, [b]n = 32[/b] e [b]k = 4[/b] :

    \[
    E_1 = \log_2(32^4) = 4 \cdot \log_2(32)
    \]

    Sabendo que[b] 32 = 2^5[/b] , temos:

    \[
    \log_2(32) = 5
    \]

    Portanto:

    \[
    E_1 = 4 \cdot 5 = 20
    \]

    **Sistema 2: Senha com 6 símbolos escolhidos entre 10 símbolos.

    Aqui, [b]n = 10 [/b]e [b]k = 6[/b] :

    \[
    E_2 = \log_2(10^6) = 6 \cdot \log_2(10)
    \]

    Usando o valor dado de \( \log_2(10) \):

    \[
    \log_2(10) \approx 3,322
    \]

    Assim:

    \[
    E_2 = 6 \cdot 3,322 \approx 19,932
    \]

    Comparação:

    [b]- E_1 = 20 [/b]
    [b]- E_2 \approx 19,932 [/b]

    Como [b] E_1 > E_2[/b] , o sistema de senha com 4 símbolos escolhidos entre 32 símbolos é mais forte do que o sistema com 6 símbolos escolhidos entre 10 símbolos.

    1. Parabéns Laplaces, a solução está correta.

  2. Para o sistema com a escolha de 4 símbolos entre 32, temos que E é
    calculado da seguinte maneira E = log2
    (3240 = 4 · log232 = 4 · 5 = 20.
    Já para o sistema com a escolha de 6 símbolos entre 10, temos que E é
    calculado da seguinte maneira E = log2
    (106
    ) = 6·log210 = 6·3, 322 = 19, 932.
    Como 20 > 19, 932 podemos concluir que o sistema que usa uma senha
    com 4 símbolos escolhidos entre 32 símbolos é mais forte que um sistema com
    6 símbolos escolhidos entre 10 símbolos.

    1. Parabéns Os Matemágicos, a solução está correta.

  3. Inicialmente, veja que , dado n e m reais positivos onde n>m, temos que [tex]Log_{2}(n)>Log_{2}(m)[/tex]. Assim, quanto maior o número de senhas possíveis com k símbolos escolhidos em um conjunto com n símbolos disponíveis, maior a entropia, já que n^{k} representa a quantidade de senhas diferentes que podem ser feitas, afinal para cada símbolo da senha há n possíveis escolhas. Portanto, temos que [tex]32^{4}=(2^{5})^{4}=2^{20}=(2^{6})(2^{14})[/tex] e [tex]10^{6}=(2\cdot5)^{6}=2^{6}\cdot5^{6}[/tex], mas [tex]2^{14}=(2^{7})^2=128^2~e~5^{6}=(5^{3})^{2}=125^{2} ~e~128>125 \Rightarrow2^{14}>5^{6}[/tex], logo, [tex]Log_{2}(32^{6})>Log_{2}(10^{6})[/tex], ou seja, a entropia do sistema com 4 símbolos escolhidos entre 32 símbolos te maior entropia.

    1. Parabéns equipe OBM é muito fácil! A solução está correta. Muito bonito o recurso para evitar o uso do logaritmo.

  4. Outra solução:
    A entropia do sistema com 4 símbolos escolhidos entre 32 símbolos é dada por [tex]Log_{2}(32^{4})=Log_{2}[(2^5)^4]=4\cdot~Log_{2}(2^5)=4\cdot5=20[/tex], enquanto a entropia de um sistema com 6 símbolos escolhidos de um conjunto de 10 símbolos é definida como [tex]Log_{2}(10^{6})=6\cdotLog_{2}(10)=6\cdot3,322=19,932, logo a entropia do primeiro sistema é maior, pois [tex]Log_{2}(32^4)=20>Log_{2}(10^6)=19,932[/tex].

  5. Parabéns equipe OBM é muito fácil! A solução está correta. Apenas ficou um pouco desconfigurada a formatação.

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