A matemática é pública. O algoritmo está disponível publicamente. No entanto, você pode tornar as mensagens entre duas pessoas completamente privadas. como? Eles compartilham uma chave.
Esta é a essência da criptografia simétrica.
Isto é chamado de “simétrico” porque tanto o remetente quanto o destinatário têm exatamente o mesmo nível de acesso. Todos eles têm chaves. Se a outra parte a perder, a porta de mensagens ficará permanentemente trancada. Depois que um invasor o possui, ele fica aberto a qualquer pessoa.
Das opções antigas aos padrões modernos
Esta não é uma tecnologia nova. Suas raízes remontam aos tempos antigos.
Pense na cifra de César. Move os caracteres por um determinado número. Ou Praça Políbio. Combine as marcas com as coordenadas. Na época, a segurança dependia de manter os métodos em segredo. Se o inimigo não conseguir embaralhar o texto, ele não conseguirá lê-lo.
Esta abordagem falhou.
A criptografia moderna inverte esse script. Pare de esconder algoritmos e comece a esconder suas chaves. Isto é consistente com o princípio Kerckhoffs estabelecido no século XIX. Diz que um sistema criptográfico deve ser seguro mesmo que todas as informações sobre o sistema (exceto a chave) sejam de conhecimento público.
Este algoritmo pode ser publicado em livros didáticos. Os detalhes estão disponíveis no código-fonte aberto. Enquanto a chave for mantida em segredo, a troca permanecerá secreta.
A criptografia simétrica divide os dados em dois conjuntos principais.
- Cifras de bloco : processam dados em blocos de tamanho fixo. AES (Advanced Encryption Standard) é rei aqui. Ele processa blocos de bits e os criptografa em texto cifrado.
- Cifras de fluxo : processam dados como um fluxo contínuo. RC4 é um exemplo comum, mas teve problemas nos últimos anos.
O objetivo desses algoritmos é perturbar e espalhar. Os ataques estatísticos falham porque embaralham completamente os dados. Os padrões estão ocultos. Você não consegue adivinhar a chave sem tentar todas as combinações possíveis.
DES (Padrão de criptografia de dados) Houve uma tentativa de formalizar isso na década de 1970. Este é o primeiro grande padrão internacional. No entanto, os computadores estão cada vez mais rápidos. As chaves DES de 56 bits são vulneráveis a ataques de força bruta. Substituído pelo AES em 2001. Qual é a lição? A segurança é um objeto em constante movimento.
Problema de distribuição de chaves
Todo o sistema depende deste segredo partilhado.
A criptografia é inútil se uma pessoa não autorizada obtiver a chave. A segurança entrou em colapso. Isto nos leva à parte mais difícil da criptografia simétrica: obter com segurança as chaves de ambas as partes.
Protocolos como Diffie-Hellman podem ajudar com isso. Mas tecnicamente esta é uma técnica de criptografia assimétrica. Na prática, estes são frequentemente confundidos. Usamos uma abordagem assimétrica para trocar chaves simétricas com segurança. Depois que as chaves forem trocadas, mudamos para a criptografia simétrica para a transferência real de dados.
Por que? velocidade.
A criptografia simétrica é computacionalmente mais barata. Processa dados muito rapidamente. A criptografia assimétrica é pesada. Muito lento para arquivos grandes ou streaming. Portanto, você pode usar um método rápido para realizar trabalhos em massa.
Mas há um problema.
À medida que o número de utilizadores aumenta, a gestão de chaves torna-se um pesadelo logístico. Este é um problema de distribuição de chaves.
Se Alice quiser enviar uma mensagem para Bob, ela precisará da chave exclusiva de Bob. Se ainda quiser enviar uma mensagem para Charlie, você precisará de outra chave. Para um conjunto de n indivíduos, você precisa de n(n-1)/2 chaves exclusivas. O número de chaves cresceu exponencialmente.
É por isso que a criptografia simétrica é tão eficaz em grupos fechados. Os bancos usam isso. As redes militares utilizam-no. Estes grupos são pequenos ou possuem sistemas centralizados para gerir o caos da geração e circulação de chaves. Não foi construído sem o apoio de uma rede aberta.
Comprimento da chave e resistência à força bruta
Nem todas as chaves são criadas iguais.
O comprimento da chave determina quanto tempo leva para um invasor adivinhar a chave. Esta é a resistência à força bruta. Eles tentam todas as combinações até acertar.
Equipamentos modernos especializados podem quebrar as chaves de 56 bits usadas no DES em questão de horas. Está desatualizado.
Chaves de 128 bits fornecem proteção forte. Ele suporta o poder de computação atual. Embora as chaves de 256 bits sejam grandes demais para a maioria dos aplicativos, elas fornecem segurança futura.
Os parâmetros precisam ser atualizados. O poder de computação melhora. Degradação do algoritmo. Seguir os padrões antigos simplesmente não o impedirá. você está vulnerável.
A vantagem da criptografia simétrica é a sua eficiência. A culpa está na logística. O aumento na velocidade ocorre às custas de um gerenciamento de chaves mais complexo.
Isto é uma troca. Você não pode dominar tudo. Existem ferramentas para construir segurança, mas você mesmo precisa juntar as peças.
Por que a criptografia simétrica ainda funciona online
A criptografia assimétrica lida com o handshake. É muito lento. É muito pesado. Mas isso resolve o problema original de confiabilidade. Uma vez estabelecida a sessão, o trabalho propriamente dito começa. É aqui que entra a criptografia simétrica.
Não aparece na barra do navegador. O nome do algoritmo não é exibido. Mas está lá. O TLS negocia chaves simétricas temporárias sempre que uma página é carregada por HTTPS. A infraestrutura de chave pública foi renovada. As chaves simétricas são responsáveis pelo envio. Lida com grandes quantidades de dados na velocidade da linha. Graças a este modelo híbrido, as videochamadas não serão congeladas e os envios de formulários online não serão atrasados em 5 segundos. Equilibre segurança e desempenho.
Honestidade e confidencialidade são igualmente importantes
A criptografia esconde coisas. Isto não prova que não tenha sido adulterado. É aqui que entram em jogo os códigos MAC (códigos de autenticação de mensagens).
MACs usam a mesma chave compartilhada. O remetente cria um rótulo. O destinatário irá verificar. Se pelo menos um bit da mensagem for alterado, a tag falhará. O destinatário sabe que os dados foram corrompidos ou adulterados. Esta é uma camada importante. O mero sigilo não é suficiente. Você precisa ter certeza de que receberá exatamente o que enviou.
Dor de cabeça no gerenciamento de chaves
A criptografia simétrica é rápida. Mas tem fraquezas óbvias. Problema de distribuição de chaves.
Se Alice e Bob compartilharem uma chave privada, ela será segura. Adicionando Charlie à mistura? Agora você precisa de três chaves. Quer adicionar um milhão de usuários? O número de chaves aumenta exponencialmente. Gerir este ciclo (produção, distribuição, circulação, recolha) é um pesadelo logístico. Se uma chave for comprometida, todo o canal será comprometido.
As organizações muitas vezes falham nesta área. A chave está codificada no script. As chaves antigas permanecem no banco de dados muito depois de expirarem. Requer disciplina militar. Sem isso, mesmo os algoritmos mais poderosos do mundo são inúteis porque a pessoa errada fica com as chaves.
Sombra Quântica
O hardware está em constante evolução. A lei de Moore está a abrandar, mas a especialização está a acelerar. Entre na computação quântica.
O algoritmo de Shor ameaça RSA e ECC. No entanto, algoritmos simétricos são mais flexíveis. O algoritmo de Grover reduz efetivamente a força da chave pela metade. As chaves de 128 bits são tão seguras contra invasores quânticos quanto as chaves de 64 bits. As chaves de 256 bits ainda são duráveis. Então mudamos para AES-256 e mantivemos as teclas mais longas no modo simétrico. Isto não é pânico. Esta é uma transição planejada.
O futuro dos segredos compartilhados
A pesquisa nunca termina. Novas primitivas simétricas estão sendo testadas. ChaCha20 supera AES em ambientes móveis. Mais rápido em dispositivos sem aceleração de hardware. Implementar a segurança da informação torna-se mais fácil.
O objetivo é claro. Confidencial. acima. Elástico. eficiência. Adaptando o protocolo. Os algoritmos estão em constante evolução. As principais práticas de gestão são fortalecidas. A internet nunca acaba. Apenas tenha mais cuidado.
