Criptografia Simétrica vs. Criptografia Assimétrica: Uma Análise Abrangente

No âmbito da criptoografia moderna, duas áreas principais de pesquisa emergiram: criptoografia simétrica e criptografia assimétrica. A criptoografia simétrica é frequentemente sinónima de encriptação simétrica, enquanto a criptografia assimétrica abrange dois casos de uso principais: encriptação assimétrica e assinaturas digitais.

Podemos categorizar esses conceitos da seguinte forma:

• Criptografia simétrica
  • Encriptação simétrica
• Criptografia assimétrica (ou criptografia de chave pública)
  • encriptação assimétrica (ou encriptação de chave pública)
  • Assinaturas digitais (que podem ou não envolver encriptação)

Este artigo irá focar em algoritmos de encriptação simétrica e assimétrica.

Criptografia Simétrica vs. Criptografia Assimétrica: Principais Diferenças

A distinção fundamental entre algoritmos de encriptação simétrica e assimétrica reside no uso das suas chaves. Os algoritmos simétricos utilizam uma única chave, enquanto os algoritmos assimétricos utilizam duas chaves distintas, mas relacionadas. Esta descrição simples ilustra efetivamente as diferenças funcionais e práticas entre estas duas tecnologias criptográficas.

Compreendendo Chaves Criptográficas

Na criptografia, os algoritmos de encriptação geram chaves de caráter multibit usadas para encriptar e decriptar informações. A aplicação dessas chaves destaca ainda mais a disparidade entre a encriptação simétrica e assimétrica.

Os algoritmos simétricos usam a mesma chave para os processos de encriptação e decriptação. Em contraste, os algoritmos assimétricos utilizam uma chave para encriptação e outra para decriptação. Num sistema assimétrico, a chave de encriptação é chamada de chave pública e pode ser partilhada, enquanto a chave de decriptação é privada e deve ser mantida confidencial.

Por exemplo, se Alice enviar a Bob uma mensagem encriptada usando um algoritmo simétrico, ela deve compartilhar a chave de encriptação com Bob para permitir a decriptação. Isso significa que, se um ator malicioso interceptar a chave, ele pode facilmente acessar a informação encriptada.

No entanto, se Alice usar um algoritmo assimétrico, ela encriptará a mensagem usando a chave pública do Bob, e o Bob a desencriptará usando a sua chave privada. Assim, a encriptação assimétrica proporciona uma segurança aumentada, uma vez que mesmo que alguém intercepte a mensagem e obtenha a chave pública do Bob, não poderá desencriptar a mensagem.

Considerações sobre o Comprimento da Chave

Outra diferença funcional entre a encriptação simétrica e a encriptação assimétrica diz respeito ao comprimento da chave, medido em bits e diretamente relacionado ao nível de segurança fornecido por cada algoritmo de encriptação.

Na encriptação simétrica, a chave é selecionada aleatoriamente, tipicamente com 128 ou 256 bits de comprimento, dependendo do nível de segurança desejado. No entanto, na encriptação assimétrica, as chaves pública e privada estão matematicamente relacionadas, indicando uma conexão aritmética entre as duas. Um atacante poderia explorar esse padrão para quebrar o texto cifrado, necessitando de comprimentos de chave mais longos para chaves assimétricas para fornecer segurança equivalente. A disparidade no comprimento da chave é tão significativa que uma chave simétrica de 128 bits e uma chave assimétrica de 2.048 bits oferecem aproximadamente o mesmo nível de segurança.

Comparando Vantagens e Desvantagens

Estes dois tipos de encriptação apresentam vantagens e desvantagens distintas. Os algoritmos de encriptação simétrica operam rapidamente e requerem menos recursos computacionais, mas a sua principal desvantagem é a distribuição de chaves. Como a mesma chave é utilizada para encriptação e decriptação, ela deve ser distribuída àqueles que necessitam de acesso aos dados, criando um risco de segurança (como mencionado anteriormente).

Por outro lado, a encriptação assimétrica utiliza a chave pública para encriptação e a chave privada para decriptação, resolvendo o problema da distribuição de chaves. A desvantagem, no entanto, é que os sistemas de encriptação assimétrica operam muito mais lentamente em comparação com a encriptação simétrica e exigem mais recursos computacionais devido às suas chaves significativamente mais longas.

Aplicações de Métodos de Encriptação

Encriptação Simétrica

A encriptação simétrica é amplamente utilizada em sistemas computacionais modernos para proteger informações devido à sua velocidade de computação mais rápida. Por exemplo, o governo dos EUA emprega o Padrão de Encriptação Avançado (AES) para encriptar e classificar informações de segurança. O AES substituiu o anterior Padrão de Encriptação de Dados (DES), desenvolvido na década de 1970 e considerado por muito tempo o padrão para encriptação simétrica.

Encriptação Assimétrica

A encriptação assimétrica é frequentemente utilizada em sistemas onde um grande número de utilizadores precisa de encriptar e decriptar mensagens ou dados simultaneamente, especialmente se a velocidade e os recursos computacionais forem suficientes. Um caso de uso comum para este sistema é o email encriptado, onde a chave pública pode ser utilizada para encriptar a mensagem e a chave privada para a decriptar.

Sistemas de Encriptação Híbrida

Muitas aplicações utilizam tanto a encriptação simétrica como a encriptação assimétrica em conjunto. Exemplos típicos de tais sistemas híbridos incluem os protocolos de encriptação Secure Sockets Layer (SSL) e Transport Layer Security (TLS), utilizados para fornecer comunicações seguras sobre a Internet. O protocolo SSL é agora considerado inseguro e deve ser eliminado. Em contraste, o protocolo TLS é atualmente considerado seguro e amplamente utilizado por grandes navegadores da web.

Criptografia em Criptomoedas

A encriptação utilizada em muitas criptomoedas fornece um nível mais alto de segurança para os utilizadores finais. Por exemplo, quando um utilizador define uma palavra-passe para a sua carteira encriptada, um algoritmo de encriptação é utilizado para encriptar criptograficamente os ficheiros usados para aceder ao software.

No entanto, como as criptomoedas como o Bitcoin usam chaves públicas e privadas, há um equívoco comum de que os sistemas de blockchain usam algoritmos de encriptação assimétrica. Como mencionado anteriormente, a encriptação assimétrica e as assinaturas digitais são os dois principais casos de uso da criptografia assimétrica (criptografia de chave pública).

Portanto, nem todos os sistemas de assinatura digital utilizam encriptação, mesmo que empreguem chaves públicas e privadas. Na verdade, é possível assinar digitalmente uma mensagem sem a encriptá-la. RSA é um exemplo de um algoritmo para assinar mensagens encriptadas, mas o algoritmo de assinatura digital utilizado pelo Bitcoin ( chamado ECDSA) não utiliza qualquer encriptação.

Reflexões Finais

Na era digital de hoje, a encriptação simétrica e a encriptação assimétrica desempenham papéis cruciais na proteção de informações sensíveis e comunicações em rede. Embora ambas sejam úteis, cada uma tem suas vantagens e desvantagens, tornando-as adequadas para diferentes casos de uso. À medida que a criptografia continua a evoluir, a encriptação pode ser usada para resistir melhor a várias ameaças novas e complexas. A encriptação simétrica e a encriptação assimétrica também estão intimamente relacionadas à segurança informática, garantindo a integridade e a confidencialidade das informações digitais em um mundo cada vez mais interconectado.