Resenha: Criptografia Quântica

Criptografia é um técnica largamente empregada para garantir o sigilo de dados transmitidos e/ou armazenados, seja em meios digitais (armazenamento em mídias digitais, discos, fitas magnéticas etc), seja por meios manuais e mecânicos (escrita em papel, pergaminho etc), como era feita nos primórdios da criação destas técnicas que segundo a história datam de até 600A.C. Com as técnicas conhecidas como chave Atbash e chave de Caesar.

Com a evolução da computação aquelas primeiras técnicas tornaram-se extremamente inseguras e servem atualmente apenas como ponto de partida para iniciar-se os estudos nesta área. Com isso novas técnicas cada vez mais sofisticada e avançadas foram criadas, mas com o advento da computação quântica até mesmo estas novas técnicas estão condenadas a insegurança, visto que qualquer pessoa de posse de um computador quântico terá em suas mãos poder computacional suficiente para que em poucos segundos consiga quebrar uma chave criptográfica que levaria-se dezenas ou mesmo centenas de anos com a computação clássica.

Descrição do Assunto

O trabalho entitulado “Criptografia Quântica”, escrito por Francese[1] em Jun/2008 foi publicado na seção de trabalhos acadêmicos da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UERJ) como requisito da disciplina Redes I.

Criptografia Quântica como definido pelo autor é uma evolução da criptografia tradicional e que utiliza princípios de física quântica para garantir a segurança da informação. O que, consequentemente requer a utilização de computadores quânticos por todos os envolvidos (remetentes e destinatários) para que ela se torne possível.

Apreciação crítica

O autor desenvolveu uma bela apresentação online para o seu trabalho em linguagem XHTML 1.0 para leitura on-line, com uma diagramação de ótima qualidade e muito bem organizada, o que garante a visualização sem nenhuma dificuldade por navegadores web mais recentes e que suportem esta linguagem, tal como o Microsoft Internet Explorer 7 e o Mozilla firefox 2 (ou versões mais recentes destes navegadores). Mas para aqueles que preferem a leitura off-line também está disponível uma versão em formato “.doc” (Documento do Microsoft Word 2003), entretanto sem as ilustrações e também em formato “.ppsx” (Apresentação do Microsoft Power Point 2007).

O trabalho em questão não limitou-se apenas a sua beleza gráfica. As explicações, exemplo e forma de exposição do seu conteúdo não deixam dúvidas sobre os pontos abordados pelo autor, entretanto deve-se salientar que ele foi escrito para leitura por especialistas da área e não para leigos, o que significa que em determinadas partes foi inevitável usar alguns termos mais específicos.

A divisão do trabalho se dá em quatro grandes partes, à saber: Introdução à criptografia, Computação e Criptografia quântica, Aplicações, Vantagens e desvantagens; e conta ainda com uma seção de considerações finais, outra de perguntas e respostas e a de bibliografia consultada.
Na seção de Introdução à criptografia o autor define o conceito de criptografia, criptoanálise e criptologia, mostrando que aquelas duas primeiras são um subconjunto da última. Nesta seção ainda é abordada um breve resumo histórico da criptografia clássica começando em 600a.c. com a técnica Atbash chegando até as técnicas usadas atualmente de criptografia simétrica e assimétrica.

A segunda seção (Computação e criptografia quântica), começa com uma breve conceituação de mecânica quântica, passando pela explicação sobre o funcionamento dos computadores quânticos chegando ao core do trabalho onde são abordadas a criptografia quântica e o seu conceito fundamental de funcionamento que é baseado na polarização e emaranhado de fótons.

As aplicações da criptografia quântica são abordadas na terceira seção, onde o autor optou por começar a apresentação de uso da criptografia em geral – seja quântica ou tradicional – comentando sobre os dois produtos almejados por estas técnicas que são a confidencialidade e a autenticidade. Em seguida o autor apresenta a criptoanálise quântica, onde-se acredita-se que seja a “sentença de morte” da criptografia atual, já que a quebra de chaves de criptografia não são impossíveis, mas sim demoradas chegando até centenas de anos dependendo da chave e do algorítimo empregado. Com a computação quântica espera-se que este tempo reduza a apenas alguns segundos. Nesta seção ainda é apresentado o procedimento para distribuição de chaves baseado no protocolo BB84, desenvolvido por Charles Bennet e Sillet Brassard em 1984[2], onde vê-se a presença dos famosos personagens dos livros e artigos sobre criptografia Bob e Alice, mas desta vez usando a criptografia quântica para trocarem mensagens e por fim são apresentados o esquema de compromisso que funciona com uma espécie de assinatura digital e a transferência desinformada que consiste na multiplexação de várias mensagens a qual o receptor só conseguirá ler uma delas.

A ultima grande seção trata das vantagens e desvantagens da criptografia quântica onde-se destaca-se a confiabilidade devida ao princípio da Incerteza de Heiseberg [3,4], os tipos de ataque a qual esta técnica está sujeita (ataque de envio e captura, implementações parciais e ruídos), além das dificuldades e custos atuais para se tornar uma aplicação prática imediatamente.

Considerações Finais

Foram apresentadas no trabalho de Francese os principais, ou senão todos, os aspectos necessários ao entendimento dos conceitos por trás da criptografia quântica, sem ocultar ou mascarar suas limitações.

Embora esta técnica seja promissora ela ainda é bastante cara de se implementar, visto que comutadores quânticos não são algo muito comum e ainda estão em estágios embrionários.

Por hora só nos resta um sentimento duplo de esperança e de medo. esperança de um dia poder ver esta técnica se concretizar em nossos cotidiano e o medo de que ao ser possível reproduzir-la em larga escala todos os nossos segredos criptografados poderão ser revelados com as novas técnicas de criptoanálise quântica.

Referências bibliográficas

[1] FRANCESE, João Pedro Schara. Criptografia Quântica. 2008. Disponível em <http://www.gta.ufrj.br/grad/08_1/quantica/index.html>. Acessado em 03/Jul/2009

[2] BENNETT, Charles H.; BRASSAD, Guilles. Quantum Cryptography: Public Key Distribuition and Coin Tossing. Internaticonal Conference on Computers, system & Signal Processing. 1984. Disponível em <http://www.research.ibm.com/people/b/bennetc/bennettc198469790513.pdf>. Acessado em 03/Jul/12009.

[3] Wikipédia. Princípio da incerteza de Heisenberg. Maio/2009. Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/PrincC3%ADpio_da_incerteza_de_Heisenberg>. Acessado em 03/Jul/2009.

[4] SANTOS, Bernardo Rodrigues; ALVES, Rafael dos Santos. Criptografia quântica. 2007. Disponível em <http://www.gta.ufrj.br/grad/07_1/quantica/PrincpiodaIncertezadeHeisenberg.html>. Acessado em 04/Jul/2009.

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