Quem a Criptoanalise Quântica ameaça exatamente?


Um excelente artigo de Jeff McMahon descortina algo que sempre friso em minhas apresentações sobre a real ameaça que a física quântica representa à criptografia: quem exatamente ela ameaça?


Antes de visitar o link do artigo, acho pertinente alguns esclarecimentos sobre algo que envolve a criptografia quântica e mais precisamente, a criptoanálise em computadores quânticos.


A física quântica não segue as leis da física normal que estamos acostumados. É a física específica das coisas muito, muito pequenas - e neste caso estamos falando de partículas que compõem o átomo, de fótons, das forças e características peculiares que envolve este mundo sub-atômico.


Uma das características mais estranhas (entre várias delas) é a chamada Superposição, ou seja, a capacidade de uma partícula - e neste caso o fóton, partícula da luz - possuir 2 estados distintos ao mesmo tempo. Imagine um mouse vermelho. Agora, imagine um mouse azul. Na física quântica, este mouse pode ser, ao mesmo tempo, vermelho e azul e sem ser roxo!


As coisas podem piorar: se ele é vermelho E azul ao mesmo tempo, como saberei a cor dele? Isso dependerá do momento que você vê-lo: ele irá assumir uma das cores, de forma aleatória, e neste momento eu "perderei" a outra cor não revelada (vide Princípio da Incerteza de Heinsenberg).


A superposição da física quântica é MUITO interessante quando pensamos que uma partícula pode ter 2 valores distintos ao mesmo tempo, como se fosse 0 e 1 de um sistema binário. E também o fato de simplesmente vê-la, já PODE (ou não) fazer com que seu estado mude; neste caso, de 0 para 1 ou vice-e-versa. A estas "partículas" que podem ser 0 ou 1 damos o nome de QUBITS (de QUantum BITS).


Isso para a criptografia é muito interessante...


  • A superposição permite que façamos cálculos usando ambos os valores ao mesmo tempo - o que exponencia a capacidade de cálculo, já que podemos calcular dois valores ao mesmo tempo (não é bem isso mas vamos considerar assim para nosso entendimento).


  • E o fato de alterarmos seu valor apenas no ato de vê-las também é peculiar e importante, já que se um atacante tentar "interceptar-e-ver" a nossa chave (num ataque conhecido como Homem-no-Meio ou MITM no inglês), a própria chave muda seu estado, indicando à ponta receptora que alguém está invadindo o sistema e invalidando a informação, que neste caso, se mantém secreta (seu objetivo maior).


A questão do artigo mencionado demonstra que a criptografia quântica é excelente para fatoração de números-primos, exponenciando, e muito, a velocidade de busca de suas raizes (os números que originaram o resultado primo) - e isso compromete de forma DEFINITIVA a criptografia assimétrica (baseada em chaves públicas e privadas), já que esta sustenta sua segurança justamente na dificuldade, custo e tempo para fatoração de suas chaves. O artigo em questão demonstra que este tipo de ataque já um fato em computadores quânticos.


Portanto, é necessário que se criem mecanismos realmente quânticos para os algoritmos assimétricos e que sejam, ao mesmo tempo, resistentes aos ataques de computadores quânticos e que permitam a troca de chaves de forma integral, sem que estas se percam num ataque MITM - o que inviabiliza a troca de informações entre pontos.


Enquanto isso... a criptografia de chaves simétricas segue incólume, justamente pelo fato de não utilizar números-primos na composição das chaves. Felizes são os proprietários de programas de algoritmos simétricos - como o CIFRA EXTREMA.


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