Você sabia que mais de 4,1 bilhões de registros foram expostos em violações de dados somente no ano passado? Em um dos últimos vazamentos, hackers chineses roubaram mais de 60.000 e-mails de funcionários do Departamento de Estado.
Isso aconteceu em julho, quando os invasores conhecidos como Strom-0558 exploraram as vulnerabilidades da Microsoft e roubaram uma chave, dando a eles amplo acesso às contas de clientes da Microsoft, incluindo as do governo dos EUA.
Esses incidentes são um forte lembrete de que os algoritmos de cri ptografia e o gerenciamento de chaves de criptografia são essenciais para comunicações on-line mais seguras.
A criptografia de dados ajuda a proteger a privacidade individual, os segredos comerciais e a segurança nacional, defendendo os princípios fundamentais de privacidade e segurança em uma sociedade cada vez mais interconectada e orientada por dados.
Este artigo detalha os diferentes tipos de criptografia. De simétrico a assimétrico, exploraremos os conceitos básicos desses algoritmos, capacitando-o a criptografar dados da melhor maneira possível.
Vamos nos aprofundar e ver o que é a criptografia e como ela funciona.
Índice
- O que é criptografia e como ela funciona?
- Dois tipos de criptografia.
- O que é um algoritmo de criptografia?
- Tipos de algoritmos de criptografia
O que é criptografia e como ela funciona?
A criptografia é um método de proteger informações digitais convertendo-as em um formato embaralhado, conhecido como texto cifrado, para impedir o acesso não autorizado. É um componente fundamental da segurança cibernética e da proteção da privacidade.
O processo geral de transformação de texto simples em texto cifrado envolve as seguintes etapas:
- Você deseja enviar uma mensagem confidencial a um amigo. Por padrão, ele está em texto simples para que todos possam ver.
- Para ocultar seu conteúdo de olhos curiosos, é necessário criptografá-lo (transformar o texto simples em texto cifrado).
- Depois de selecionar o algoritmo de criptografia apropriado, você precisa de uma chave de criptografia para realizar a transformação. Uma chave de criptografia é um código secreto ou privado, um valor específico, usado por um algoritmo de criptografia para transformar dados de texto simples em texto cifrado (durante a criptografia de dados) ou para reverter o processo, transformando o texto cifrado novamente em texto simples (durante o processo de descriptografia).
- Depois de aplicar o algoritmo de criptografia com as chaves de criptografia, o texto simples é convertido em texto cifrado. O texto cifrado é ilegível e aparece como dados aleatórios para qualquer pessoa que não possua a chave de descriptografia.
- O destinatário usa o algoritmo de descriptografia e a chave correspondentes para recuperar o texto simples original do texto cifrado.
No espaço digital atual, a maioria dos sistemas usa apenas dois tipos de criptografia: simétrica e assimétrica. Vamos falar sobre eles a seguir.
Dois tipos de criptografia
A criptografia simétrica e a assimétrica são dois métodos criptográficos distintos, cada um com pontos fortes, pontos fracos e casos de uso. A criptografia simétrica usa uma única chave para criptografia e descriptografia, enquanto a criptografia assimétrica usa um par de chaves – uma chave pública para criptografar informações e uma chave privada para descriptografar dados.
A criptografia simétrica é ideal para proteção de dados em massa, armazenamento local de arquivos, criptografia de banco de dados e comunicações de rede privada. A criptografia assimétrica é essencial para proteger as comunicações pela Internet, a privacidade do e-mail e permitir assinaturas digitais para autenticação.
Na prática, os sistemas usam uma combinação de criptografia simétrica e assimétrica. Por exemplo, a criptografia assimétrica pode trocar com segurança uma chave de criptografia simétrica, que é então usada para transferência de dados em massa usando a criptografia simétrica.
Essa abordagem híbrida combina a eficiência da criptografia simétrica com os recursos de troca de chaves da criptografia assimétrica para oferecer uma solução segura e prática para vários cenários.
Criptografia simétrica
A criptografia simétrica é uma técnica criptográfica usada para proteger dados aplicando a mesma chave para os processos de criptografia e descriptografia. Na criptografia simétrica, o texto simples, que é o dado original, é transformado em texto cifrado, que é a forma criptografada, usando a chave secreta. A mesma chave é aplicada de forma inversa para descriptografar o texto cifrado e recuperar os dados originais.
O uso de uma única chave para criptografia e descriptografia é a base da criptografia simétrica. A mesma chave única embaralha (criptografa) e desembaralha (descriptografa) as informações. Essa chave é um segredo conhecido apenas pelo remetente e pelo receptor pretendido.
A criptografia de chave simétrica é usada em operações bancárias eletrônicas. Quando um cliente aciona uma transação, o banco criptografa os detalhes da transação usando uma chave simétrica compartilhada conhecida pelo banco e pelo cliente.
O cliente pode então decifrar as informações usando a mesma chave para autenticar a transação. Para atender aos requisitos de conformidade regulamentar, as organizações geralmente usam criptografia simétrica para proteger dados confidenciais em seus bancos de dados.
Criptografia assimétrica
A criptografia assimétrica, também conhecida como criptografia de chave pública, é um processo criptográfico que usa um par de chaves, composto por uma chave pública e uma chave privada, para proteger a comunicação de dados. O público é amplamente distribuído e é usado para criptografia, enquanto o privado é mantido em segredo e usado para descriptografia.
A relação matemática entre essas chaves garante que os dados criptografados com a chave pública só possam ser descriptografados pela chave privada correspondente e vice-versa. A criptografia assimétrica oferece uma vantagem fundamental, protegendo a comunicação entre as partes que podem não ter compartilhado chaves previamente.
Tipos de chaves de criptografia – a chave pública e a privada
As chaves públicas criptografam dados destinados a um destinatário específico. Eles são compartilhados abertamente, e qualquer pessoa pode usá-los. No entanto, somente o destinatário que possui a chave privada correspondente pode descriptografar e acessar as informações originais. A criptografia de chave pública unidirecional garante a confidencialidade e a integridade dos dados durante a transmissão.
Exemplos de criptografia assimétrica de dados
A segurança do site geralmente se baseia na criptografia assimétrica para conexões HTTPS seguras para proteger a troca de dados entre usuários e sites.
A comunicação segura por e-mail é outro exemplo real de criptografia assimétrica em ação. Quando você envia um e-mail por meio de uma conexão criptografada (por exemplo, usando o Secure Sockets Layer/Transport Layer Security, SSL/TLS), a chave pública do destinatário criptografa o conteúdo do e-mail, e somente o destinatário, com sua chave privada, pode descriptografar e ler a mensagem. Esse método garante que as informações confidenciais sejam mantidas em sigilo durante a transmissão do e-mail.
Agora vamos nos aprofundar e analisar os diferentes métodos de criptografia simétrica e assimétrica. Mas, primeiro, vamos definir os algoritmos de criptografia de dados.
O que é um algoritmo de criptografia?
Um algoritmo de criptografia é um conjunto de regras e processos matemáticos usados para converter dados de texto simples (não criptografados) em dados de texto cifrado (criptografados), dificultando o acesso ou a compreensão das informações originais por partes não autorizadas sem a chave de descriptografia adequada.
Você pode estar se perguntando qual é a diferença entre criptografia e algoritmo de criptografia?
Em termos simples, a criptografia é o conceito mais amplo de proteção de dados por meio de transformação, e um algoritmo de criptografia é a técnica ou o método de criptografia específico usado para realizar essa transformação.
Diferentes algoritmos de criptografia podem ser mais adequados para tipos de dados ou aplicativos específicos com base nos requisitos de segurança, velocidade e recursos. Por exemplo, os algoritmos de chave simétrica são rápidos, mas menos seguros para a transmissão de dados. Os algoritmos de chave assimétrica são mais adequados para criptografar dados em trânsito, mas são mais lentos.
Por fim, as funções de hash criam códigos de hash de comprimento fixo a partir dos dados. Eles são adequados para a verificação da integridade dos dados.
Ao longo dos anos, os métodos de criptografia evoluíram de cifras de substituição simples, como as cifras de César, para algoritmos de criptografia modernos, como DES, AES, RSA e ECC.
À medida que avançamos, a criptografia pós-quântica e as tecnologias de blockchain moldam a aparência do processo de criptografia no futuro.
Tipos de algoritmos de criptografia
No mundo digital de hoje, a criptografia ajuda a proteger as informações, convertendo-as em um formato embaralhado que requer a chave correta para voltar ao original. A escolha do método de criptografia afeta diretamente a segurança desse processo.
A escolha da estratégia de criptografia depende do caso de uso específico, equilibrando segurança, velocidade e outros requisitos.
Algoritmos mais antigos, que antes eram seguros, agora são vulneráveis a ataques, pois os computadores se tornaram mais poderosos. Por exemplo, o padrão de criptografia de dados (DES), amplamente utilizado na década de 1970, agora pode ser decifrado com relativa rapidez por computadores modernos. Portanto, a seleção de uma técnica de criptografia robusta, como o Advanced Encryption Standard (AES), o ajudará a evitar possíveis ameaças.
Um padrão moderno de criptografia de dados garante que, mesmo que os invasores obtenham acesso aos dados criptografados, eles precisariam de muito tempo e poder de computação para descriptografá-los sem a chave adequada.
Portanto, a escolha do algoritmo de criptografia é fundamental para a segurança dos dados, e manter-se atualizado com os métodos mais recentes de criptografia de dados é essencial para manter a privacidade digital.
Algoritmos de criptografia simétrica
Existem dois métodos principais de criptografia simétrica: cifras de bloco e cifras de fluxo.
Uma cifra de bloco divide os dados em blocos de tamanho fixo para criptografia, o que a torna adequada para dados estruturados, como arquivos. Eles são previsíveis, mas podem ter vulnerabilidades se não forem usados corretamente. O AES é uma cifra de bloco bem conhecida.
Por outro lado, as cifras de fluxo criptografam os dados bit a bit e são ideais para fluxos em tempo real, como voz ou vídeo. Eles são eficientes, mas exigem sincronização entre o emissor e o receptor para evitar erros de dados.
Um desafio comum na criptografia simétrica é o gerenciamento de chaves, pois o compartilhamento e o armazenamento seguros da chave secreta são cruciais, especialmente em sistemas de grande escala. Certifique-se de que as chaves sejam geradas de forma segura, atualizadas regularmente e armazenadas em um local seguro com acesso restrito.
Agora vamos inspecionar alguns algoritmos comuns de criptografia simétrica:
Padrão de criptografia de dados triplo (Triple DES, 3DES ou TDES)
O Triple Data Encryption Standard (3DES) é um algoritmo simétrico com uma história intrigante. Ele se originou como um aprimoramento do padrão original de criptografia de dados (DES) no final da década de 1990 para resolver sua vulnerabilidade a ataques de força bruta. O 3DES aplica o algoritmo DES três vezes a cada bloco de dados, oferecendo segurança aprimorada por meio de várias rodadas de criptografia.
Os pontos fortes do 3DES estão em sua compatibilidade com versões anteriores do DES original, tornando-o uma atualização fácil para sistemas legados. No entanto, seu principal ponto fraco é a velocidade de processamento relativamente lenta devido às várias rodadas de criptografia, o que o torna menos eficiente do que os sistemas de criptografia mais modernos.
Consequentemente, a comunidade de criptografia mudou sua preferência para o AES no início dos anos 2000 devido à sua segurança aprimorada, tornando o 3DES gradualmente obsoleto nas práticas contemporâneas de criptografia de dados.
Padrão de criptografia avançada (AES)
O Advanced Encryption Standard (AES) foi lançado em 2001 como um substituto para o antigo padrão DES. Ele passou por uma rigorosa competição envolvendo diferentes métodos de criptografia para identificar um padrão robusto adequado para vários aplicativos. O Rijndael, uma cifra de bloco de chave simétrica, foi o vencedor e se tornou a base do AES.
A criptografia AES oferece diferentes níveis de segurança com base no comprimento da chave de criptografia, com chaves de 128 bits, 192 bits e 256 bits. A chave de 128 bits é adequada para a maioria dos aplicativos. As chaves de 192 e 256 bits oferecem segurança ainda maior, tornando-as ideais para a proteção de dados mais sensíveis e críticos.
Atualmente, o algoritmo simétrico AES protege vários aplicativos e sistemas, desde a proteção de comunicações de dados confidenciais pela Internet até a criptografia de informações confidenciais no armazenamento. Sua combinação de segurança e eficiência fez com que se tornasse a pedra angular dos métodos modernos de criptografia, garantindo a confidencialidade e a integridade dos dados, desde transações de comércio eletrônico até a transmissão segura de dados confidenciais.
Blowfish
O Blowfish é um método de criptografia simétrica de cifra de bloco criado por Bruce Schneier em 1993. Ele ganhou popularidade por sua simplicidade, velocidade e recursos de segurança. O Blowfish é adequado para aplicativos que exigem criptografia e descriptografia rápidas, como a proteção de dados em unidades de disco ou comunicações de rede.
A flexibilidade do algoritmo para acomodar tamanhos de chave varia de 32 a 448 bits. Embora o Blowfish tenha demonstrado segurança robusta ao longo dos anos, seu tamanho de bloco menor é uma vulnerabilidade em potencial em alguns casos.
No cenário atual, em que algoritmos de criptografia mais avançados com tamanhos de bloco maiores estão disponíveis, o tamanho limitado do bloco do Blowfish pode ser visto como uma limitação para alguns aplicativos críticos de segurança. Como resultado, outros algoritmos, como o AES, ganharam reputação por sua adoção mais ampla em ambientes de alta segurança.
Twofish
O Twofish é o sucessor do Blowfish. É um algoritmo de cifra de bloco de chave simétrica desenvolvido no final da década de 1990 e é conhecido por seus recursos de segurança. Ele é compatível com tamanhos de chave de 128, 192 e 256 bits, oferecendo uma variedade de opções de segurança. Seu tamanho de bloco de 128 bits é maior do que o do Blowfish, oferecendo maior segurança.
O Twofish também emprega uma técnica bem conceituada de clareamento de chaves, tornando-o mais resistente a ataques específicos. Sua segurança e adaptabilidade o tornaram uma opção atraente para vários aplicativos de criptografia, especialmente quando os usuários precisam encontrar um equilíbrio entre segurança e desempenho.
Embora o Twofish seja um método de criptografia sólido com muitos pontos fortes, sua adoção continua limitada devido à sua implementação relativamente complexa em comparação com alternativas mais simples, como a criptografia AES.
Criptografia com preservação de formato (FPE)
A criptografia com preservação de formato (FPE) é uma técnica que criptografa dados preservando seu formato original, como números de cartão de crédito, datas ou números de previdência social. O FPE é usado em setores como finanças e saúde para manter a integridade do formato dos dados durante a criptografia, tornando-o compatível com os sistemas e processos existentes.
Diferentemente dos métodos tradicionais de criptografia de dados, que geralmente produzem texto cifrado com formatos mais longos ou significativamente alterados, a FPE garante que as informações criptografadas mantenham o mesmo tipo de dados, comprimento e características estruturais.
O FPE protege dados confidenciais, como números de registros médicos ou datas de nascimento, mantendo o mesmo formato para uma integração perfeita com registros eletrônicos de saúde.
Agora vamos falar sobre os diferentes tipos de algoritmos de criptografia assimétrica.
Algoritmos de criptografia assimétrica
Como você já sabe, na criptografia assimétrica, usamos duas chaves. A chave pública é de conhecimento de todos, enquanto a chave privada é mantida em segredo. A chave privada é a única chave que pode descriptografar mensagens criptografadas com a chave pública.
A criptografia assimétrica é mais lenta do que a criptografia simétrica porque envolve operações matemáticas mais complexas para criptografar e descriptografar dados usando duas chaves separadas. O último usa uma única chave para criptografia e descriptografia de dados, tornando o processo mais rápido.
Aqui estão os métodos de criptografia assimétrica mais comuns:
Rivest Shamir Adleman (RSA)
Rivest Shamir Adleman (RSA) é um algoritmo de criptografia assimétrica criado por Ron Rivest, Adi Shamir e Leonard Adleman em 1977. Ele é parte integrante dos protocolos SSL/TLS, garantindo a transmissão segura de dados na Internet.
A RSA é excelente em criptografia segura de dados e assinaturas digitais. Ele é amplamente adotado e compatível. No entanto, ele exige aumentos periódicos do tamanho da chave devido ao avanço da capacidade de computação, e o gerenciamento de chaves é fundamental para a segurança.
A segurança do RSA se baseia na dificuldade de fatorar números grandes, e os futuros computadores quânticos podem representar uma ameaça. O gerenciamento inadequado das chaves também pode levar a violações.
Criptografia de curva elíptica (ECC)
A Criptografia de Curva Elíptica (ECC) é um método de criptografia assimétrica que difere de outras técnicas de criptografia de dados porque não depende de problemas de números grandes. Em vez disso, ele usa a matemática das curvas.
O ECC oferece vantagens significativas, principalmente em ambientes com recursos limitados. Diferentemente dos métodos tradicionais, como a criptografia RSA, ela oferece segurança robusta com comprimentos de chave muito mais curtos em comparação com
Como é mais eficiente em termos de computação e largura de banda, o ECC é ideal para dispositivos com capacidade de processamento e memória limitadas, como telefones celulares e dispositivos de IoT.
Diffie-Hellman
O algoritmo Diffie-Hellman, criado por Diffie e Hellman em 1976, permite que duas partes criem um segredo compartilhado em um canal não seguro. Eles concordam com números primos, calculam chaves públicas e as utilizam para obter um segredo compartilhado para uma comunicação segura sem transmiti-lo por um canal não seguro.
Os principais casos de uso do Diffie-Hellman incluem o estabelecimento de canais seguros em comunicações criptografadas, como o SSL/TLS, que protege a transmissão de dados na Internet. VPNs e aplicativos de mensagens também o utilizam.
Uma vulnerabilidade no Diffie-Hellman é o ataque man-in-the-middle. As estratégias de mitigação incluem certificados digitais e protocolos como o Internet Key Exchange (IKE) para autenticação. Os números primos longos também reforçam a segurança.
Algoritmo de assinatura digital (DSA)
Agora, vamos nos aprofundar no Algoritmo de Assinatura Digital (DSA), que se baseia nos conceitos discutidos no subtópico anterior.
O DSA cria assinaturas digitais (conhecidas como selos digitais) com chaves privadas para autenticidade de mensagens. Os destinatários usam chaves públicas para verificar essas assinaturas, garantindo a integridade e a origem da mensagem. Diferentemente da criptografia RSA, que se concentra na confidencialidade, a DSA se concentra na integridade e na autenticidade dos dados.
O DSA protege trocas de e-mail, atualizações de software e assinaturas digitais em aplicativos governamentais, financeiros e voltados para a segurança. Suas preocupações incluem o risco de comprometimento da chave privada e possíveis problemas de eficiência.
PERGUNTAS FREQUENTES
Qual é o melhor algoritmo de criptografia?
O melhor algoritmo de criptografia depende de seu caso de uso e de seus requisitos específicos.
Qual é o melhor algoritmo de criptografia simétrica?
O melhor algoritmo de criptografia simétrica é o AES, amplamente reconhecido por sua segurança, velocidade e adoção
Qual é o melhor algoritmo de criptografia assimétrica?
A melhor técnica de criptografia assimétrica é o RSA, conhecido por sua forte segurança e versatilidade em tarefas como troca segura de chaves e assinaturas digitais.
Qual é o algoritmo de criptografia mais seguro?
O algoritmo de criptografia mais forte é o AES-256, quando implementado corretamente.
Qual é o algoritmo de criptografia mais rápido?
O algoritmo Blowfish é mais rápido do que outros algoritmos.
Conclusão
Ao concluirmos este artigo, você já deve ter entendido os conceitos básicos de criptografia e como ela funciona. Lembre-se de que há dois tipos principais de criptografia: simétrica e assimétrica.
Podemos proteger os dados com algoritmos de criptografia, como AES, RSA e DES, para obter a proteção mais robusta e eficiente. Além disso, podemos combinar diferentes métodos de criptografia de dados para obter resultados ainda melhores.
Você sabia que, de acordo com uma pesquisa recente, 71% das pessoas estão preocupadas com sua privacidade on-line? A importância da proteção de dados confidenciais nunca foi tão acentuada.
Do software seguro de gerenciamento de nuvem à segurança das comunicações na Web e à criptografia de arquivos e pastas, a proteção de dados confidenciais é dever de todos os participantes on-line.
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