Criptografia: O que é, história, tipos e para que serve?

A proteção de informações é uma preocupação antiga da humanidade, mas a popularização da computação e, mais tarde, da internet, tornou-a ainda mais importante.

Com o aumento da quantidade de informações sensíveis armazenadas e transmitidas digitalmente, a criptografia tornou-se fundamental para proteger essas informações de acessos não autorizados e garantir a privacidade dos usuários.

Além disso, a criptografia também é importante para garantir a integridade e autenticidade das informações, assegurando que elas não sejam alteradas durante a transmissão.

O que é Criptografia?

Criptografia é uma técnica de segurança de dados que visa proteger informações sensíveis, tornando-as ilegíveis a terceiros não autorizados.

Isso é realizado através da utilização de algoritmos matemáticos e técnicas para codificar a informação original, produzindo uma mensagem cifrada que só pode ser decodificada com a utilização de uma chave secreta.

A criptografia é amplamente utilizada em muitos setores, como o comércio eletrônico, bancos, comunicações online, entre outros, para garantir a privacidade e segurança de informações sensíveis, como senhas, dados financeiros, informações pessoais, entre outros.

História da Criptografia

A história da criptografia remonta à antiguidade, onde já eram usados códigos e cifras para proteger mensagens militares e diplomatas.

Durante a Idade Média, a criptografia evoluiu com o uso de códigos e cifras mais complexos para proteger as comunicações dos governantes e dos militares.

Com a popularização da internet, a criptografia tornou-se ainda mais importante para proteger informações em transmissão, incluindo informações financeiras e de comércio eletrônico.

Atualmente, a criptografia é amplamente utilizada em muitos setores e é considerada fundamental para garantir a privacidade e segurança de informações sensíveis.

Quais os tipos de criptografia?

Existem dois tipos principais de criptografia: criptografia simétrica e criptografia assimétrica, mas, não são os unicos tipos existentes, também temos outros tipos e criptografia, como criptografia de bloco, criptografia de fluxo, criptografia hash, entre outros, que também são utilizados em diferentes aplicações para garantir a segurança e privacidade das informações.

Vamos conhecer detalhes sobre cada uma delas logo abaixo:

1. Criptografia simétrica

A criptografia simétrica utiliza uma única chave para codificar e decodificar a informação. Neste tipo de criptografia, a mesma chave é compartilhada entre o remetente e o destinatário da mensagem cifrada, tornando-a mais fácil de ser implementada.

No entanto, como a mesma chave é compartilhada, há um risco maior de interceptação.

Tipos de chaves Simétricas

Na criptografia simétrica vimos que tanto o emissor quanto o receptor fazem uso da mesma chave criptográfica. Isso significa que uma única chave é usada tanto na criptografia quanto na descriptografia da informação. 

E importante destacar que temos alguns tipos de chaves simétricas que são utilizadas neste tipo de criptografia e que iremos destacar algumas delas abaixo:

Chave de criptografia DES

A chave DES é a chave utilizada pela cifra de bloco simétrica Data Encryption Standard (DES). A chave DES é uma chave de 56 bits, o que significa que existem ^256 combinações diferentes de chaves possíveis.

A chave é utilizada para modificar uma tabela conhecida como “chave de cifra” para cifrar e decifrar os dados. 

Chave de criptografia AES

A chave AES é a chave utilizada pela cifra de bloco simétrica Advanced Encryption Standard (AES). A AES é uma cifra de bloco simétrico amplamente utilizada para proteger informações sensíveis e é considerada uma das cifras de bloco mais seguras atualmente disponíveis.

A chave AES pode ter tamanhos de 128, 192 ou 256 bits, o que significa que existem 2^128, 2^192 ou 2^256 combinações diferentes de chaves possíveis, respectivamente.

A chave é utilizada para cifrar e decifrar os dados, modificando a tabela de “chave de cifra” de acordo com a combinação específica da chave. A segurança da chave AES é comprovada por uma ampla gama de análises criptográficas e não há relatos de ataques bem-sucedidos contra ela até o momento.

Por essa razão, a AES é amplamente utilizada em aplicações que requerem segurança de nível elevado, como a criptografia de dados em dispositivos de armazenamento, comunicações seguras na internet e proteção de informações sensíveis.

Chave de criptografia IDEA

IDEA (International Data Encryption Algorithm) é um algoritmo de criptografia de chave simétrica. Ele foi desenvolvido pela Ascom AG, na Suíça, e é amplamente utilizado como um dos padrões de criptografia para aplicações de segurança de dados, incluindo o PGP (Pretty Good Privacy), que é um programa de criptografia de software livre.

A criptografia IDEA usa uma chave de 128 bits para cifrar e decifrar dados. É conhecido por ser seguro e eficiente, e tem sido amplamente utilizado em aplicações de segurança de dados, incluindo comunicações de e-mail criptografadas e arquivos de backup cifrados.

No entanto, como todos os algoritmos de criptografia, é importante que a chave seja mantida em segredo para garantir a segurança dos dados cifrados.

Chave de criptografia RC

A criptografia RC (também conhecida como Ron’s Code ou Rivest Cipher) é uma família de algoritmos de cifra de bloco que foram desenvolvidos pelo cientista da computação Ron Rivest.

Os algoritmos RC são conhecidos por sua simplicidade, eficiência e segurança. O RC4 é o mais conhecido e amplamente utilizado da família RC, e é amplamente utilizado em aplicações de segurança de dados, incluindo comunicações seguras na Internet.

O RC4 é considerado um algoritmo de stream cipher, o que significa que ele cifra dados um bit de cada vez.

Em geral, a criptografia RC é conhecida por ser segura e eficiente, mas como todos os algoritmos de criptografia, é importante que a chave seja mantida em segredo para garantir a segurança dos dados cifrados.

Além disso, a segurança dos algoritmos RC pode ser comprometida se a chave for usada por um período prolongado de tempo ou se for gerada de maneira inadequada.

2. Criptografia assimétrica

A criptografia assimétrica, também conhecida como criptografia de chave pública, utiliza duas chaves diferentes: uma chave pública para codificar a informação e uma chave privada para decodificá-la.

A chave pública pode ser compartilhada publicamente, enquanto a chave privada é mantida em segurança pelo destinatário da mensagem.

Como duas chaves diferentes são utilizadas, a criptografia assimétrica é considerada mais segura que a criptografia simétrica, mas pode ser mais complexa de ser implementada.

Tipos de chaves assimétricas

Como vimos anteriormente a criptografia assimétrica, também conhecida como criptografia de chave pública, utiliza duas chaves diferentes: uma chave pública para codificar a informação e uma chave privada para decodificá-la.

Logo abaixo vamos falar sobre o padrão de alguns algoritmos de criptografia assimétricos. 

RSA  (Rivest–Shamir–Adleman)

RSA (Rivest–Shamir–Adleman) é um algoritmo de criptografia assimétrica amplamente utilizado em segurança de dados.

Ele foi desenvolvido em 1977 por Ron Rivest, Adi Shamir e Leonard Adleman, e é considerado um dos primeiros algoritmos de criptografia de chave pública a ser amplamente utilizado.

A criptografia RSA funciona com duas chaves diferentes: uma chave pública e uma chave privada. A chave pública é usada para cifrar os dados, e a chave privada é usada para decifrar os dados.

Isso significa que qualquer pessoa pode cifrar informações usando a chave pública, mas somente a pessoa com acesso à chave privada pode decifrar as informações.

O RSA é amplamente utilizado em aplicações de segurança de dados, incluindo comunicações seguras na Internet, autenticação de usuários, assinatura digital e garantia de integridade de dados.

É considerado seguro, embora a segurança dos dados cifrados com RSA dependa da segurança das chaves.

DSS (Digital Signature Standard)

DSS (Digital Signature Standard) é um padrão para a criação e verificação de assinaturas digitais. Ele foi desenvolvido pelo National Institute of Standards and Technology (NIST) dos Estados Unidos e é amplamente utilizado em aplicações de segurança de dados.

A assinatura digital permite que uma pessoa verifique a autenticidade de um documento ou mensagem eletrônica. Isso é feito criando uma assinatura digital exclusiva usando a chave privada da pessoa e anexando-a ao documento ou mensagem.

Outra pessoa pode verificar a autenticidade da assinatura usando a chave pública da pessoa que criou a assinatura.

O DSS é baseado no algoritmo de criptografia de chave pública DSA (Digital Signature Algorithm) e é amplamente utilizado em aplicações que exigem autenticação de usuários, integridade de dados e garantia de não-repúdio.

A segurança das assinaturas digitais criadas com DSS depende da segurança das chaves usadas para criar e verificar as assinaturas.

PGP (Pretty Good Privacy)

PGP (Pretty Good Privacy) é um software de criptografia de email amplamente utilizado que fornece segurança para comunicações eletrônicas.

Ele foi criado em 1991 por Phil Zimmermann e é amplamente utilizado para proteger a privacidade e garantir a integridade de dados enviados por email.

PGP funciona com duas chaves diferentes: uma chave pública e uma chave privada. A chave pública é usada para cifrar os dados e a chave privada é usada para decifrar os dados.

Isso significa que qualquer pessoa pode cifrar informações usando a chave pública de uma pessoa, mas somente a pessoa com acesso à chave privada pode decifrar as informações.

O PGP também permite a criação de assinaturas digitais, que garantem a autenticidade de um documento ou mensagem eletrônica.

Ele é amplamente utilizado em aplicações que exigem privacidade e segurança em comunicações eletrônicas, incluindo email, mensagens instantâneas e arquivos transferidos na Internet.

3. Criptografia de bloco

A criptografia de bloco é um tipo de criptografia que divide a informação em blocos de tamanho fixo antes de cifrá-los.

Cada bloco é cifrado independentemente, o que significa que mudanças em um bloco não afetam os outros blocos. A criptografia de bloco é usada em muitos padrões de criptografia, incluindo o Advanced Encryption Standard (AES).

O AES é um algoritmo de criptografia de bloco amplamente utilizado e considerado seguro para proteger informações confidenciais. Ele funciona cifrando os dados em blocos de 128 bits e utiliza uma chave para cifrar e decifrar a informação.

O AES é amplamente utilizado em aplicações que exigem segurança, como sistemas bancários, pagamentos eletrônicos, sistemas de segurança de informações, entre outros.

4. Criptografia de fluxo

A criptografia de fluxo é um tipo de criptografia que trata a informação como um fluxo contínuo de dados, em vez de dividi-la em blocos. Em vez de codificar a informação em blocos separados, a criptografia de fluxo cifra os dados em um fluxo contínuo, como uma corrente de água.

A criptografia de fluxo é usada em aplicações que exigem uma grande quantidade de dados a serem transmitidos rapidamente, como em sistemas de comunicação de voz e vídeo.

Em comparação com a criptografia de bloco, a criptografia de fluxo pode ser mais eficiente na proteção de dados em tempo real, como em comunicações de voz e vídeo, mas também pode ser menos segura.

A criptografia de fluxo é geralmente combinada com a criptografia de bloco para fornecer mais segurança e eficiência.

Por exemplo, os dados podem ser cifrados com criptografia de bloco antes de serem transmitidos e decifrados com criptografia de fluxo na chegada.

Isso permite que os dados sejam protegidos enquanto são transmitidos, mas também permitem a decodificação rápida e eficiente na chegada.

4. Criptografia de hash

A criptografia hash é um tipo de criptografia que transforma uma entrada de dados em uma saída de tamanho fixo, conhecida como “hash”.

O objetivo da criptografia hash é garantir a integridade dos dados, ou seja, verificar se os dados foram alterados desde sua geração original.

Ao calcular o hash de uma entrada, a criptografia hash produz uma saída única que é específica apenas para aquela entrada.

Se os dados forem alterados, mesmo que seja apenas um único caractere, o hash resultante será completamente diferente. Isso permite a verificação rápida da integridade dos dados, sem a necessidade de verificar os dados em si.

A criptografia hash é amplamente utilizada em aplicações de segurança, como autenticação de usuários, verificação de integridade de arquivos, assinatura digital, entre outras.

Alguns exemplos de algoritmos de criptografia hash incluem o SHA-256, SHA-512 e o MD5.

É importante destacar que a criptografia hash é uma forma de verificação de integridade de dados, e não é uma forma de criptografia de dados, pois os dados não são secretos após a geração do hash.

Futuro das tecnologias de criptografia

O futuro das tecnologias de criptografia é incerto, mas é provável que haja uma continuidade na evolução e desenvolvimento de novos algoritmos de criptografia e novos padrões de segurança. Algumas tendências incluem:

• Criptografia quantum: A criptografia quantica é uma nova área de pesquisa que está sendo desenvolvida para lidar com os desafios da segurança de dados em um mundo cada vez mais digital. Isso pode levar a novos algoritmos de criptografia que são resistentes à quebra de chaves.
• Criptografia homomórfica: A criptografia homomórfica permite que os dados sejam processados sem precisar ser decifrados, o que pode melhorar a privacidade e a segurança de dados em aplicações de inteligência artificial e análise de dados.
• Blockchain: O blockchain é uma tecnologia distribuída que pode ser usada para criar registros seguros e imutáveis. Isso pode levar a novas aplicações de criptografia, incluindo criptomoedas e contratos inteligentes.
• Segurança em nuvem: Com o aumento do uso da nuvem, é provável que haja uma necessidade crescente de tecnologias de criptografia para proteger dados em repouso e em trânsito na nuvem.

Além disso, é provável que haja uma atenção crescente à privacidade e à segurança de dados, o que pode levar a novos regulamentos e padrões para a proteção de dados. ]

Como resultado, é provável que vejamos o desenvolvimento de novas tecnologias de criptografia para atender a essas necessidades e desafios.

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