A segurança digital repousa sobre isto – uma imersão na criptografia e nos seus mundos secretos

Por que precisa de compreender criptografia já hoje

A criptografia está à sua volta a cada segundo, invisível mas vital. Quando faz login na sua conta bancária, envia uma mensagem a um amigo ou realiza uma transação com criptomoedas – tudo isso é protegido por fórmulas matemáticas tão complexas que ninguém não autorizado consegue aceder aos seus dados. Mas como é que isso funciona realmente?

Tudo começa com uma pergunta simples: como podem duas pessoas partilhar uma conversa secreta através de um canal inseguro sem que alguém ouça? Este problema foi resolvido pela humanidade de várias formas, desde bastões antigos até aos computadores quânticos de hoje.

De segredos antigos à revolução blockchain

As pessoas sempre quiseram esconder informações. No antigo Esparta, os soldados usavam algo chamado scytale – uma vara em volta da qual enrolavam uma fita de papel. Só quem tinha uma vara com o diâmetro certo podia ler a mensagem. Foi a primeira infância da criptografia.

Mais tarde surgiu a cifra de César, onde cada letra era substituída por outra mais à frente no alfabeto. Simples, mas suficientemente eficaz para a sua época – até que matemáticos árabes do século IX descobriram algo revolucionário: análise de frequência. Se a letra “e” é a mais comum no texto normal, também deve ser a mais comum no texto cifrado. Quebrado.

Durante as guerras mundiais, a criptografia deu um passo gigante. A máquina Enigma dos nazis criou um cifra tão complexo que parecia impossível de decifrar. Ainda assim, matemáticos britânicos em Bletchley Park, liderados por Alan Turing, conseguiram. Diz-se que essa conquista encurtou a guerra em vários anos.

Mas a verdadeira revolução veio com os computadores. Em 1976, Whitfield Diffie e Martin Hellman apresentaram algo impossível: criptografia com duas chaves em vez de uma. Você podia distribuir uma chave pública (“chave pública”) a todos, e manter uma privada (“chave privada”) só para si. Qualquer pessoa podia enviar uma mensagem cifrada, mas só você podia abri-la. Isto fundou toda a segurança moderna da internet.

Dois caminhos para esconder segredos – qual funciona melhor?

Criptografia simétrica é como uma fechadura clássica com uma chave. Se você e seu amigo partilharem a mesma chave, podem bloquear e desbloquear mensagens. AES (Padrão de Criptografia Avançada) é o padrão mundial aqui – super rápido, seguro, usado em tudo, desde transações bancárias até comunicação militar.

A desvantagem? Tem de partilhar a chave de alguma forma sem que alguém a veja. É como querer enviar uma caixa fechada pelo correio – a caixa é segura, mas como envia a chave?

Criptografia assimétrica resolve este problema. RSA e ECC usam matemática tão avançada que é praticamente impossível derivar a chave privada a partir da pública. É como se tivesse uma caixa de correio: qualquer um pode colocar uma carta (com a sua chave pública), mas só você pode abrir com a sua chave privada.

Na prática, usamos frequentemente ambas juntas. O protocolo TLS/SSL (que alimenta HTTPS e sites seguros) usa primeiro criptografia assimétrica para que dois computadores possam trocar as suas chaves, depois trocam para uma criptografia simétrica rápida para transferir dados reais. Eficiente, rápido, seguro.

Funções hash – impressões digitais no mundo digital

Uma função hash faz algo fascinante: ela pega um ficheiro de qualquer tamanho e cria uma “impressão digital” única de comprimento fixo. Mude uma única letra no ficheiro, e a impressão digital fica completamente diferente. SHA-256 está em todo lado – desde blockchain (onde mantém todas as transações juntas) até proteção de senhas.

As funções hash são unidirecionais: não é possível reconstruir os dados originais a partir do hash. É por isso que as senhas são armazenadas como valores hash – não as próprias senhas.

Esta propriedade torna as funções hash perfeitas para assinaturas digitais. Imagine assinar eletronicamente um documento importante. Cria um hash do documento, cifra o hash com a sua chave privada, e envia ambos – documento e hash cifrado. O destinatário decifra o hash com a sua chave pública e compara. Correspondência significa que assinou, e o documento não foi alterado desde então.

Em todo lado – de HTTPS aos seus cartões bancários

HTTPS e TLS/SSL são a base de uma internet segura. Sempre que vê o cadeado na barra de endereços do navegador, é a criptografia a trabalhar. O seu navegador e o servidor criam um canal seguro antes de qualquer palavra-passe ser enviada.

Aplicações de mensagens como Signal, WhatsApp e Threema usam criptografia de ponta a ponta. A mensagem é cifrada no seu telefone antes de sair do dispositivo. Mesmo o servidor da aplicação não consegue lê-la. Só o telefone do destinatário pode decifrá-la.

Cartões bancários e chips EMV usam criptografia para autenticar o cartão e evitar clonagem. Cada transação é cifrada.

VPN (Rede Privada Virtual) cifra todo o tráfego quando usa Wi-Fi público, para que nem o proprietário da rede possa ver o que faz.

Assinaturas eletrónicas são legalmente vinculativas em muitos países e usam criptografia digital para provar que assinou.

E, claro: blockchain e criptomoedas baseiam-se totalmente na criptografia. Bitcoin usa ECC para criar endereços de carteiras e assinar transações. Cada bloco liga-se ao anterior através de hashes SHA-256 – quebrar uma ligação faz toda a cadeia colapsar. É por isso que o blockchain é quase impossível de falsificar.

Rússia, EUA, Europa – diferentes caminhos para a mesma segurança

Rússia desenvolveu as normas GOST – padrões criptográficos próprios, obrigatórios para comunicação estatal. “Kuznetschik” e “Magma” são algoritmos criptográficos russos modernos. FSB licencia toda a atividade criptográfica no país.

EUA e NIST deram ao mundo o AES e a série SHA. NSA esteve tanto a favor quanto contra – muitos desconfiam que tenham embutido “portas traseiras” nos padrões, algo nunca comprovado.

Europa foca na conformidade com o GDPR – legislação que exige criptografia forte para proteger dados pessoais.

China desenvolve os seus próprios padrões (SM2, SM3, SM4) para autonomia tecnológica.

Organizações internacionais como ISO/IEC, IETF e IEEE tentam criar padrões comuns para que a internet funcione globalmente.

A ameaça dos computadores quânticos – e a próxima geração de defesa

Aqui vem o medo: computadores quânticos podem potencialmente quebrar RSA e ECC em minutos. Não anos, não horas – minutos. Algoritmo de Shor, executado numa computação quântica suficientemente potente, torna isso possível.

A solução já está em desenvolvimento. Criptografia pós-quântica (PQC) desenvolve novos algoritmos baseados em outros problemas matemáticos – grelhas, códigos, polinómios multivariados – que nem computadores quânticos conseguem quebrar.

O NIST está a realizar uma competição global para escolher os padrões criptográficos da próxima geração. Os algoritmos vencedores irão proteger sistemas financeiros, comunicações governamentais e blockchains de criptomoedas quando os computadores quânticos chegarem.

Outra via é a criptografia quântica: usar a física para proteger a informação. Distribuição de Chaves Quânticas (QKD) permite que duas partes partilhem uma chave, enquanto qualquer tentativa de escuta é automaticamente detectada pelas mudanças nos estados quânticos. É física, não matemática – impossível de hackear.

Carreiras em criptografia e cibersegurança crescem mais rápido do que qualquer outra

O mundo precisa de criptógrafos (que desenvolvem algoritmos), criptanalistas (que tentam quebrá-los), engenheiros de segurança (que implementam os sistemas), programadores de segurança e pentesters (que procuram vulnerabilidades).

As melhores universidades – MIT, Stanford, ETH Zurich – oferecem programas especializados. Plataformas online como Coursera e edX têm cursos dos maiores especialistas mundiais.

Competências essenciais:

• Matemática profunda (teoria dos números, álgebra, teoria da probabilidade)
• Compreensão de algoritmos e protocolos
• Conhecimentos de programação (Python, C++, Java)
• Conhecimentos de redes e sistemas operativos
• Pensamento analítico

As carreiras vão desde posições júnior até especialistas sénior, arquitetos de segurança, consultores ou investigadores. Os salários estão muito acima da média de TI, e a procura já supera a oferta.

O futuro: quando a criptografia encontra a física quântica

A criptografia não é um enigma resolvido – é uma área viva. Todos os dias surgem novos algoritmos, novas ameaças são identificadas, e novas defesas são desenvolvidas.

Algoritmos pós-quânticos serão implementados nos próximos anos. Criptografia baseada em grelhas, criptografia de código e criptografia multivariada são candidatas ao futuro.

Blockchain e contratos inteligentes precisarão de atualizações para sobreviver ao mundo quântico.

5G e IoT levam a milhões de novos dispositivos que precisam de proteção – microcontroladores com recursos limitados não podem usar RSA padrão, por isso, novos algoritmos leves estão a ser desenvolvidos.

IA e aprendizagem automática começam a ser usadas para analisar padrões de criptografia e encontrar fraquezas – ao mesmo tempo que a própria IA precisa de proteção através de criptografia.

O mundo digital é um ciclo constante entre desafiantes e defensores. Sempre que uma porta é trancada, alguém desenvolve uma nova chave. É este desenvolvimento contínuo que mantém a internet segura – não uma solução definitiva, mas uma luta eterna entre matemática e ambição.

Compreender criptografia não é apenas entender tecnologia. É perceber que a sua segurança digital, as suas transações financeiras e o futuro das criptomoedas dependem destas brilhantes princípios matemáticos. Num mundo de incerteza, a criptografia é o seu seguro.