Intervalo

CRIPTO-APOCALIPSE

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Márcio GirãoMárcio Girão


Bug do Milênio

Poucos anos antes do final do milênio passado, as empresas que tinham informatizado sua gestão entraram em polvorosa pelo caos preconizado na virada de 1999 para o ano 2000.

Para economizar espaço de memória dos computadores, ativo escasso à época, as datas eram armazenadas com apenas dois dígitos representando o ano. Por exemplo, 30/01/1990 armazenava-se como 300190. No chamado Bug do Milênio, a data 30/01/2000 (300100) seria então interpretada como 30/01/1900. Consequentemente, todos os cálculos envolvendo datas estariam errados a partir do ano 2000.

Foram gastos bilhões de dólares na correção desse problema, várias empresas de informática ficaram bilionárias, mas o mundo sobreviveu.

Agora, outra ameaça muitíssimo mais catastrófica ameaça o universo da informática para acontecer entre 10 a 20 anos ou, quem sabe, em muito breve dependendo de resultados de pesquisas em andamento.

RSA

Mas antes, voltemos ao ano de 1977 quando três colegas do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), Ron Rivest, Adi Shamir e Leonard Adleman, os dois primeiros, cientistas da computação e o terceiro, matemático, decidiram enfrentar o desafio proposto um ano antes por outros dois matemáticos de achar um algoritmo para criação das chaves criptográficas assimétricas.

Ideia simples e poderosa, porém de difícil solução, em que uma mensagem é criptografada por uma determinada chave (pública) e decriptada por outra dela derivada (privada). Dessa forma, qualquer pessoa usando a chave pública de alguém pode enviar-lhe mensagens cifradas que a decifrará com a correspondente chave privada que somente ele conhece.

Diz a lenda que depois de um ano de tentativas infrutíferas, o cientista de computação Rivest, ao chegar em casa por volta da meia noite após uma noitada de queijos e vinhos, sentou no sofá e, para aplacar a insônia, começou a ler um livro de matemática e, de repente, veio-lhe a ideia de como resolver o problema que há tanto tempo os desafiava.

Passou o resto da noite formalizando tal ideia e, no café da manhã, a solução estava finalmente pronta. Criara o algoritmo que revolucionaria a criptoanálise e os tornaria novos milionários da informática, e o denominaram de RSA, primeiras letras de seus sobrenomes. A patente lhes foi garantida no ano de 1983 e já está em domínio público desde 2000.

A título de curiosidade, em 1973, ou seja, 4 anos antes do trio norte-americano, Clifford Cocks, um matemático inglês que trabalhava no serviço de inteligência de seu país descobriu um algoritmo equivalente, mas foi proibido de publicá-lo por questões de segurança.

Hoje, o RSA está em todas as transações financeiras do mundo, protege documentos considerados importantes ou secretos, permite a assinatura digital de arquivos; resumindo, está por trás de qualquer segredo manipulado pelas ferramentas da informática.

Q-bit

Na década de 60, um dos fundadores da Intel, empresa fabricante de chips, Gordon Moore, baseado em observações sobre a evolução do número de componentes eletrônicos por chip, emitiu sua famosa Lei de Moore, preconizando que a cada 18 meses esse número dobraria.

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Mesmo empírica, tal lei tem sido obedecida até hoje. Se, no entanto, enunciarmos a mesma lei em termos de quantidade de átomos para representar 1 bit de informação, por volta de 2020 bastaria um único átomo para representar 1 bit (no início da década de 60 eram necessários cerca de 10 mil quatrilhões). O problema é que nesse nível de miniaturização, não mais são seguidas as leis comuns da física, mas uma muito mais complexa e de resultados surpreendentes, com conceitos ainda mais difíceis de compreender que a Teoria da Relatividade Geral de Einstein – a Mecânica Quântica.

Longe do escopo desse pequeno artigo explicar tais conceitos como polarização quântica, emaranhado onde partículas interagem com outras a milhões de quilômetros de distância etc.

Quem quiser se aprofundar nesse novo mundo, recomendamos o excelente livro de Ivan Oliveira e Cássio Vieira cujo título é “A revolução dos q-bits” (Editora Zahar).
Para uma visão geral podem ver, entre outros, o vídeo da National Geographic no youtube que ao final introduz o conceito de computador quântico (veja o vídeo no Youtube clicando aqui):

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O fato é que a unidade de informação, o bit, que nos computadores atuais é representado por dois estados alternativos mutuamente excludentes (0 ou 1), migrará para uma outra unidade chamada Q-bit (quantum bit) que pode assumir os mesmos valores, mas não são mutuamente excludentes, ou seja, pode ser ao mesmo tempo 0 e 1 e daí o potencial de inimaginável poder de computação advindo do uso desses conceitos, a computação quântica. É análogo à diferença entre a dinamite (física newtoniana) e a bomba atômica (física einsteiniana).

Cripto-Apocalipse

Retomando a questão da criptografia com o algoritmo RSA, uma chave contendo 1024 bits leva cerca de 10 mil anos para ser decifrada com os mais poderosos computadores atuais.
Decifrar ou quebrar, significa aqui descobrir os números primos originais que, multiplicados, resultam na chave criptográfica utilizada, ou seja, fatorar essa chave.

Acontece que em 1994, o matemático norte-americano Peter Shor, hoje coincidentemente trabalhando no MIT, mesmo instituto dos descobridores do RSA, publicou um algoritmo quântico (para ser usado em computadores quânticos) para quebrar as chaves geradas com o largamente utilizado algoritmo RSA.

A previsão é que uma chave de 1024 bits citada acima leve meros 4 minutos para ser quebrada num computador quântico com o algoritmo de Shor.

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Chip com propriedades quânticas da empresa D-wave

Isso significa que, se não for desenvolvido um novo método para criptografar informações eletrônicas à prova do algoritmo de Shor, em breve teremos que voltar a usar as agências bancárias e documentos em papel guardados a sete chaves. O Cripto-Apocalipse.

NSA faz o alerta

Em 21 de agosto passado, a revista Ars Technica publicou artigo de Dan Goodin intitulado “NSA prepara algoritmos quantum-resistentes para evitar o cripto-apocalipse”.

Nele, informa que a Agência Nacional de Segurança norte-americana – NSA está aconselhando as agências do governo e suas contratadas a se prepararem para um futuro não muito distante onde a criptografia atual que protege os e-mails, registros médicos e bancários e todas as transações online se tornarão obsoletas com o advento da computação quântica.

Além disso, permitirá ataques que revelem mais de meio século de comunicação desde que se coletem esses dados atualmente criptografados.

A NSA que tem como missão proteger as informações vitais à segurança nacional do EUA contra roubo ou violação, tem recomendado de longa data às suas áreas de influência a utilização dos algoritmos RSA. Em agosto passado, emitiu o alerta para que não se investisse mais em novas soluções mais sofisticadas neles baseadas.

Num comunicado postado online, informaram que estavam trabalhando com seus parceiros tecnológicos para a construção de uma nova suíte de algoritmos criptográficos para enfrentar esse futuro apocalíptico: “nosso objetivo final é prover uma segurança a custo razoável para um potencial computador quântico”.

Embora em C&T as previsões costumem falhar, a revista citada menciona que ainda seriam necessárias décadas para a implementação de algoritmos desse tipo. Portanto, é uma área de pesquisa em aberto esperando que alguém após uma noitada de queijos e vinhos venha salvar o mundo dessa previsão catastrófica que se avizinha