Como os algoritmos de encriptação protegem os seus dados: da teoria à prática

No mundo das tecnologias digitais, a proteção da informação torna-se cada vez mais crítica. Sempre que você envia uma mensagem, faz uma compra online ou acessa uma carteira de criptomoeda, seus dados passam por encriptação. Mas você sabe como exatamente esses algoritmos de encriptação funcionam? Vamos considerar duas abordagens principais que garantem a segurança no mundo digital moderno.

Dois caminhos de encriptação: simétrica e assimétrica

A criptografia divide-se em duas ramificações fundamentais: a criptografia com chave simétrica e a criptografia com chave pública. A primeira categoria abrange a encriptação simétrica, enquanto a segunda inclui tanto a encriptação assimétrica quanto as assinaturas digitais. Tal classificação reflete diferentes necessidades de proteção da informação.

A principal diferença reside na forma de gestão das chaves. Se a encriptação simétrica utiliza uma única chave tanto para codificar como para decodificar dados, a encriptação assimétrica trabalha com duas chaves inter-relacionadas. Isso não é apenas um detalhe técnico—é uma abordagem fundamentalmente diferente para a proteção da informação.

O que são chaves criptográficas e como funcionam

No nível mais simples, a chave de encriptação é um conjunto de bits que transforma matematicamente a informação. No entanto, as maneiras de usar essas chaves variam radicalmente.

Nos algoritmos de encriptação simétrica, a mesma chave desempenha ambas as funções: quem encripta os dados e quem os decripta possui a mesma chave. Imagine isso como uma fechadura física: se duas pessoas têm a mesma chave para uma fechadura, ambas podem abri-la.

A encriptação assimétrica altera essa lógica. Aqui existe uma chave pública ( que pode ser divulgada ) e uma chave privada ( que deve ser mantida em segredo ). Se Katya quiser enviar uma mensagem protegida a Maxim, ela a encripta com a chave pública de Maxim. Apenas Maxim poderá decifrar a mensagem usando sua chave privada. Mesmo que um atacante intercepte a mensagem e encontre a chave pública, ele não conseguirá lê-la - para isso, é necessária a chave privada.

Comprimento das chaves: por que 128 bits não são suficientes para ambos os tipos

O tamanho da chave afeta diretamente a resistência criptográfica. Na encriptação simétrica, as chaves normalmente têm um comprimento de 128 ou 256 bits. Esse comprimento é suficiente, pois não há relação matemática entre a chave pública e a chave privada em sistemas simétricos.

Na encriptação assimétrica, a situação é diferente. As chaves pública e privada estão ligadas por uma relação matemática que, teoricamente, permite que um invasor tente adivinhar a chave privada com base na pública. Para evitar tal violação, as chaves assimétricas devem ser muito mais longas. Um nível de segurança aproximadamente equivalente é fornecido por uma chave simétrica de 128 bits e uma chave assimétrica de 2048 bits. É por isso que os sistemas assimétricos requerem maior poder computacional.

Vantagens e desvantagens: escolha da ferramenta para a tarefa

A encriptação simétrica claramente vence em velocidade. Os algoritmos de encriptação simétrica exigem menos recursos computacionais, tornando-os ideais para proteger grandes volumes de dados. No entanto, aqui surge um problema crítico: como compartilhar a chave? Se a chave precisa ser dada a todos que precisam de acesso aos dados, o risco de interceptação aumenta.

A encriptação assimétrica resolve o problema da distribuição de chaves—uma chave pública pode ser dada a todos, sem receio de comprometimento. Mas o precio—é um trabalho mais lento. Devido ao maior comprimento das chaves e cálculos mais complexos, os sistemas assimétricos requerem significativamente mais recursos, por isso não são adequados para proteger grandes fluxos de dados em tempo real.

Onde são aplicados esses algoritmos de encriptação na prática

Encriptação simétrica em ação

O padrão avançado de encriptação (AES) é utilizado pelo governo dos EUA para proteger informações secretas e confidenciais. Anteriormente, essa função era desempenhada pelo DES (Data Encryption Standard), desenvolvido na década de 1970, mas ele perdeu relevância devido ao comprimento insuficiente da chave. O AES se tornou seu sucessor e continua sendo o padrão do setor para encriptação simétrica.

Encriptação assimétrica em comunicações

Email com encriptação—um exemplo clássico de uso de encriptação assimétrica. Qualquer pessoa pode encriptar mensagens conhecendo a chave pública do destinatário, mas apenas o proprietário da chave privada poderá decifrá-las.

Sistemas Híbridos: o melhor de dois mundos

Na prática, abordagens combinadas são frequentemente utilizadas. Os protocolos SSL (Secure Sockets Layer) e TLS (Transport Layer Security) foram desenvolvidos para a transmissão segura de dados na Internet precisamente sob um esquema híbrido. O SSL já é considerado obsoleto e seu suporte foi descontinuado, enquanto o TLS continua a ser um padrão confiável, integrado em todos os principais navegadores e servidores web.

Criptografia no mundo das criptomoedas: um erro comum

Em sistemas de blockchain, incluindo o Bitcoin, são amplamente utilizados pares de chaves públicas e privadas. No entanto, isso não significa que a encriptação assimétrica é aplicada. Aqui é importante distinguir entre duas formas de uso das chaves públicas: encriptação e assinaturas digitais.

A assinatura digital pode ser criada sem a encriptação direta. RSA é um dos algoritmos que suporta ambos os métodos. Mas o Bitcoin utiliza ECDSA (Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica), que serve para assinaturas digitais, sem a aplicação de encriptação. Sua chave pública é aberta, mas sua chave privada não é necessária para a desencriptação, mas sim para assinar transações.

No que diz respeito à proteção das próprias carteiras de criptomoedas: quando o usuário define uma senha para a carteira, o arquivo de configuração é encriptado usando algoritmos de encriptação simétrica. Isso garante um nível adicional de segurança dos dados a nível local.

Conclusão: ambos os métodos continuam a ser necessários

A encriptação simétrica e assimétrica serve a diferentes propósitos. A simétrica é rápida, eficaz, frequentemente usada internamente nos sistemas. A assimétrica é mais segura para a distribuição de chaves, mas mais lenta. Em contrapartida, a sua combinação em sistemas híbridos cria um equilíbrio ótimo entre segurança e desempenho.

À medida que a criptografia se desenvolve como ciência, ambas as classes de algoritmos de encriptação continuarão a ser ativamente utilizadas para proteger contra novas e cada vez mais complexas ameaças. Compreender como funcionam ajuda a perceber mais profundamente por que e como os seus dados estão protegidos no mundo digital moderno.