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Exame Informática | Compreender o futuro: Criptografia quântica

Exame Informática | Compreender o futuro: Criptografia quântica

Uma nova geração de computação vai obrigar à implementação de um novo método de transmissão segura de mensagens: a criptografia quântica

O RSA – de Rivest-Shamir-Adleman, nomes dos seus criadores – é um dos mais seguros sistemas de criptografia atuais: um computador comum demoraria 300 biliões de anos para decifrar uma chave de encriptação RSA de 2048-bit (composta por 617 dígitos). Mas há uma ameaça para este e outros sistemas de encriptação. Um computador processa a informação em 0 e 1 (bits), mas num computador quântico a informação pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo (bits quânticos ou qubits), o que abre portas a um processamento exponencial e de grande capacidade – colocando em causa a lógica de dificuldade de computação que está na base da encriptação atual.

Em 2019, os investigadores Craig Gidney e Martin Ekerå calcularam que com um computador quântico de 20 milhões de qubits (atualmente só existem de 70 qubits) conseguiria quebrar uma chave RSA de 2048-bit em apenas oito horas. Computadores quânticos com milhões de qubits estão a décadas de distância, mas uma nova forma de criptografia já está a ser testada.

Na prática, este mecanismo de encriptação não depende de cálculos matemáticos, depende sim das leis da física. O método é apelidado de distribuição de chave quântica (QKD na sigla em inglês). A chave de encriptação é convertida num fluxo de fotões, que podem assumir orientações (vertical, horizontal, diagonal esquerda ou direita) através da passagem por filtros – cuja ordem é escolhida pelo emissor. Como cada orientação corresponde a 0 ou a 1, o recetor tem de receber os fotões com o filtro correspondente (um fotão horizontal tem de passar por um filtro horizontal, p.ex.). Caso receba um fotão vertical num filtro diagonal, esse fotão (e o número correspondente) vai ser ‘destruído’.

O emissor confirma depois a sequência de filtros que usou e o recetor diz em quantos acertou – os 0 e 1 obtidos são a chave simétrica de encriptação (é a mesma para cifrar e decifrar) da mensagem. Mas a grande novidade está no facto de ser à prova de ‘espiões’. Se alguém intercetar os fotões, sempre que usar o filtro errado, vai alterar a orientação desse fotão, o que significa que acabará por ser destruído no recetor, por não corresponder à emissão. Ou seja, cerca de 50% dos fotões intercetados vão ser descartados, o que impede o acesso à chave completa.

É importante porque

A criptografia quântica permite saber se houve interferência no código de encriptação, mesmo antes de a mensagem ser enviada. Promete comunicações ultrasseguras e à prova de hackers, mesmo quando os computadores quânticos forem comuns.

“Compreender o futuro” é uma parceria entre a Exame Informática e a Altice Empresas para explicar novos conceitos na Ciência e Tecnologia

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