Criptografia com segurança quântica para empresas: uma introdução

Criptografia com segurança quântica para empresas: uma introdução é perfilada pela BTW Media porque evidências publicadas a vinculam à infraestrutura da internet, governança, dependências operacionais ou visibilidade de mercado.

• A criptografia com segurança quântica protege os dados das empresas contra futuras ameaças de descriptografia quântica.
• Garantir a acessibilidade à computação quântica permite que as empresas protejam informações confidenciais a longo prazo.
• As ferramentas criptográficas resistentes a quantum permitem que as empresas adotem criptografia segura sem a necessidade de conhecimento quântico.

Quantum, um termo físico que designa a quantidade mínima de entidades físicas envolvidas em uma interação. A origem da palavra vem do adjetivo latim « quantus » que significa « quanto », segundo a Wikipédia.A computação quântica, como o nome indica, permite que mais de dois estados existam simultaneamente. Ela é baseada no « qubit », ou seja, vários estados ao mesmo tempo, enquanto a computação convencional é baseada no « bit », que pode ser 0 ou 1 (ligado e desligado). A computação quântica foi inventada no quinto computador, sob o fenômeno da mecânica quântica. A computação quântica executa tarefas muito mais rapidamente que a computação convencional porque executa a maioria dos processos de uma só vez.

E o que é criptografia? Como as pessoas que saíram de um emprego podem ver, elas podem ver a mensagem indicando « criptografado » nas conversas passadas com seus ex-colegas. A criptografia é um método de segurança projetado para proteger informações, protegendo a privacidade ao tornar os dados em um formato ilegível, acessível apenas a grupos e indivíduos autorizados.

Aqui está um vídeo de Abby Mitchell, defensora dos desenvolvedores na IBM Quantum, explicando a criptografia com segurança quântica e dois tipos de criptografia: simétrica e assimétrica.

Nacriptografia simétrica, a mesma chave é usada para criptografar e descriptografar. Essa chave é compartilhada entre o remetente e o destinatário e deve ser mantida em segredo. Os algoritmos de criptografia simétrica comuns incluem AES (Advanced Encryption Standard), DES (Data Encryption Standard) e Blowfish.

Acriptografia assimétricausa duas chaves diferentes, mas matematicamente relacionadas: uma chave pública e uma chave privada. A chave pública é compartilhada abertamente, enquanto a chave privada é mantida em segredo. Exemplos como RSA (Rivest-Shamir-Adleman), ECC (criptografia de curva elíptica) e DSA (Digital Signature Algorithm).

A criptografia assimétrica é usada para trocar uma chave de criptografia simétrica. Enquanto a criptografia simétrica criptografa os dados reais, aproveitando sua rapidez.

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Proteger os dados empresariais

A criptografia com segurança quântica foi projetada para proteger os dados contra as capacidades potenciais dos computadores quânticos, que devem ser poderosos o suficiente para quebrar os algoritmos de criptografia clássicos como RSA e ECC. Veja como ela protege os dados empresariais:

1.Algoritmos resistentes a quantum

A criptografia com segurança quântica usa algoritmos resistentes aos tipos de ataques que os computadores quânticos devem ser capazes de realizar, como o algoritmo de Shor, capaz de fatorar grandes números de forma eficiente. Esses algoritmos se baseiam em problemas matemáticos difíceis que os computadores quânticos têm dificuldade em resolver, como criptografia baseada em reticulados, criptografia baseada em hash, criptografia polinomial multivariada e criptografia baseada em códigos.

2.Criptografia em camadas e híbrida

Para se preparar para a transição para os padrões de segurança quântica, as empresas podem adotar uma abordagem em camadas que combina métodos de criptografia clássicos e com segurança quântica, conhecida como criptografia híbrida. Essa dupla proteção garante que os dados permaneçam seguros agora e no futuro, mesmo que as ameaças quânticas se materializem antes do esperado.

3.Integridade dos dados a longo prazo

A criptografia com segurança quântica é particularmente valiosa para dados que precisam ser mantidos por longo prazo, como registros pessoais, documentos legais e informações comerciais confidenciais. Ao adotar algoritmos com segurança quântica, as empresas podem garantir que seus dados armazenados e arquivados não serão descriptografados retroativamente por computadores quânticos.

« A computação quântica abre novas possibilidades empolgantes; no entanto, as consequências dessa nova tecnologia incluem ameaças aos padrões criptográficos atuais que garantem a confidencialidade e a integridade dos dados e suportam elementos-chave da segurança de rede. »

Cybersecurity & Infrastructure Security Agency

Quiz

Qual dos seguintes é um exemplo de criptografia assimétrica?

A. RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

B. Blowfish

C. AES (Advanced Encryption Standard)

D. DES (Data Encryption Standard)

A resposta está no final deste artigo.

A criptografia com segurança quântica para empresas visa proteger dados e comunicações contra ameaças potenciais de descriptografia representadas por computadores quânticos. À medida que a tecnologia quântica avança, ela poderia teoricamente quebrar os métodos de criptografia tradicionais, colocando em risco dados confidenciais das empresas.

Compreendendo as ameaças quânticas

Os computadores quânticos poderiam facilmente quebrar RSA (Rivest-Shamir-Adleman) e ECC (criptografia de curva elíptica), dois dos métodos de criptografia mais utilizados, resolvendo eficientemente seus fundamentos matemáticos. Os computadores quânticos que usam o algoritmo de Shor podem fatorar grandes números exponencialmente mais rápido, destacando a vulnerabilidade de algoritmos tradicionais como RSA.

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Algoritmos com segurança quântica

Os algoritmos e protocolos com segurança quântica são projetados para proteger os dados contra as capacidades avançadas de descriptografia dos futuros computadores quânticos. À medida que a computação quântica evolui, ela pode quebrar os métodos de criptografia tradicionais como RSA e ECC, amplamente usados hoje. Os algoritmos com segurança quântica, também chamados de criptografia pós-quântica (PQC), baseiam-se em problemas matemáticos difíceis para computadores quânticos resolverem, como algoritmos baseados em reticulados, hash, códigos e polinômios multivariados.

A criptografia baseada em reticulados, por exemplo, baseia-se na complexidade de resolver estruturas de reticulados, tornando-se uma escolha popular para criptografia e troca de chaves. A criptografia baseada em códigos, como o criptossistema McEliece, oferece resiliência usando códigos corretores de erros complexos, embora exija tamanhos de chave maiores. A criptografia baseada em hash é outra abordagem, aproveitando a dificuldade de inverter funções hash seguras e fornecendo assinaturas digitais robustas.

A criptografia polinomial multivariada, por sua vez, baseia-se na dificuldade computacional de resolver grandes conjuntos de equações polinomiais, oferecendo um caminho promissor para autenticação segura.

Muitas organizações estão adotando modelos de criptografia híbrida, que combinam algoritmos clássicos e com segurança quântica para garantir a segurança durante a transição para sistemas pós-quânticos. Esses modelos híbridos aproveitam a criptografia existente junto com algoritmos resistentes a quantum, criando uma abordagem de segurança em camadas que é eficaz imediatamente enquanto antecipa ameaças quânticas futuras.

Perspectivas futuras

Além desses algoritmos, é crucial desenvolver sistemas criptograficamente ágeis, permitindo que as organizações atualizem os protocolos de criptografia à medida que novos padrões de segurança quântica são estabelecidos. Enquanto o NIST e organizações globais trabalham para padronizar algoritmos com segurança quântica, as empresas são incentivadas a iniciar sua transição para esses algoritmos agora, protegendo dados confidenciais contra possíveis ataques do tipo « coletar agora, descriptografar depois », onde dados criptografados são coletados hoje para serem descriptografados no futuro usando tecnologia quântica.

Adotar agora a criptografia com segurança quântica é um passo proativo para as empresas protegerem seus dados em um futuro quântico. Usando algoritmos resistentes a quantum, implementando criptografia híbrida e seguindo as diretrizes do NIST, as organizações podem proteger seus dados e canais de comunicação contra ameaças quânticas atuais e emergentes.