Criptografia simétrica e assimétrica: Uma análise comparativa

A criptografia moderna divide-se em duas ramificações principais: a criptografia simétrica e a assimétrica. A cifra simétrica é frequentemente sinónima de criptografia simétrica, enquanto a criptografia assimétrica abrange duas aplicações fundamentais: a cifra assimétrica e as assinaturas digitais.

Esta classificação pode ser representada da seguinte maneira:

Criptografia de chave simétrica:

• Cifrado simétrico

Criptografia assimétrica (o de chave pública):

• Criptografia assimétrica
• Assinaturas digitais ( com ou sem criptografia )

Neste artigo, iremos focar-nos nos algoritmos de criptografia simétrica e assimétrica.

Diferenças entre criptografia simétrica e assimétrica

Os algoritmos de criptografia são geralmente categorizados em dois tipos: simétrico e assimétrico. A distinção fundamental reside no fato de que os algoritmos simétricos utilizam uma única chave, enquanto os assimétricos utilizam duas chaves relacionadas, mas diferentes. Esta diferença aparentemente simples implica variações funcionais importantes entre os dois métodos e suas aplicações.

Relação entre chaves

Na criptografia, os algoritmos de criptografia geram chaves como sequências de bits secretos para codificar e decodificar informações. A forma como essas chaves são utilizadas faz a diferença entre os métodos simétricos e assimétricos.

Enquanto os algoritmos simétricos utilizam a mesma chave para ambas as operações, os assimétricos empregam uma chave para cifrar e outra para decifrar. Nos sistemas assimétricos, a chave de cifragem, conhecida como chave pública, pode ser compartilhada livremente. Em contrapartida, a chave de decifragem é privada e deve ser mantida em segredo.

Por exemplo, se Ana enviar uma mensagem protegida com cifragem simétrica para Carlos, deve fornecer-lhe a mesma chave que usou para cifrá-la. Isso implica que se um atacante interceptar a comunicação, poderia acessar a informação cifrada.

No entanto, se Ana usar o método assimétrico, ela cifra a mensagem com a chave pública de Carlos, que a decifrará com a sua chave privada. Assim, a criptografia assimétrica oferece maior segurança, pois mesmo que alguém intercepte as mensagens e obtenha a chave pública, não poderá fazer nada com ela.

Comprimento das chaves

Outra diferença funcional entre a criptografia simétrica e assimétrica está relacionada ao comprimento das chaves, medido em bits e diretamente vinculado ao nível de segurança de cada algoritmo.

Nos sistemas simétricos, as chaves são selecionadas aleatoriamente e seu comprimento comumente aceito varia entre 128 e 256 bits, dependendo do nível de segurança requerido. No cifrado assimétrico, deve existir uma relação matemática entre as chaves pública e privada, ou seja, estão vinculadas por uma fórmula matemática específica. Por esse motivo, os atacantes poderiam utilizar esse padrão para quebrar o cifrado, e as chaves assimétricas devem ser muito mais longas para fornecer um nível de segurança equivalente. A diferença no comprimento das chaves é tão significativa que uma chave simétrica de 128 bits e uma assimétrica de 2048 bits oferecem aproximadamente o mesmo nível de segurança.

Vantagens e desvantagens

Esses dois tipos de criptografia apresentam vantagens e desvantagens entre si. Os algoritmos simétricos são consideravelmente mais rápidos e requerem menos potência de computação, mas seu principal inconveniente é a distribuição de chaves. Uma vez que a mesma chave é utilizada para cifrar e decifrar, esta deve ser compartilhada com todos que precisam de acesso, o que naturalmente gera certos riscos (como mencionado anteriormente).

Por sua vez, a criptografia assimétrica resolve o problema da distribuição de chaves através do uso de chaves públicas para a criptografia e chaves privadas para a descriptografia. A desvantagem é que os sistemas assimétricos são significativamente mais lentos em comparação com os simétricos e exigem muito mais poder de processamento devido ao comprimento das chaves.

Aplicações práticas

Criptografia simétrica

Devido à sua velocidade, a criptografia simétrica é amplamente utilizada para proteger informações em diversos sistemas computacionais modernos. Por exemplo, o governo dos Estados Unidos emprega o Padrão de Criptografia Avançada (AES) para codificar informações classificadas. AES substituiu o antigo Padrão de Criptografia de Dados (DES), desenvolvido na década de 1970 como um padrão de criptografia simétrica.

Criptografia assimétrica

A criptografia assimétrica pode ser aplicada em sistemas onde múltiplos usuários precisam criptografar e descriptografar mensagens ou pacotes de dados, especialmente quando a velocidade e o poder de processamento não são prioridades. Um exemplo simples deste tipo de sistema é o correio eletrônico criptografado, onde se pode usar uma chave pública para codificar mensagens e uma chave privada para decodificá-las.

Sistemas híbridos

Em numerosas aplicações, combinam-se a criptografia simétrica e assimétrica. Um exemplo notável desses sistemas híbridos são os protocolos criptográficos Transport Layer Security (TLS), desenvolvidos para fornecer comunicações seguras na Internet. Atualmente, os protocolos TLS são considerados seguros e são amplamente utilizados por todos os navegadores web modernos.

Uso da criptografia em criptomoedas

Muitas carteiras de criptomoedas implementam métodos de criptografia como uma forma de oferecer um nível adicional de segurança aos usuários finais. Os algoritmos de criptografia são utilizados quando o usuário define uma senha para seu arquivo de carteira, que é usada para acessar o software.

No entanto, devido ao fato de que a Gate e outras plataformas de criptomoedas utilizam um par de chaves públicas e privadas, existe a ideia errada de que os sistemas blockchain empregam algoritmos de criptografia assimétrica. No entanto, como mencionado anteriormente, a criptografia assimétrica e as assinaturas digitais são as duas principais aplicações da criptografia assimétrica (criptografia de chave pública).

Em consequência, nem todos os sistemas de assinatura digital utilizam criptografia, mesmo que forneçam chaves públicas e privadas. De fato, uma mensagem pode ser assinada digitalmente sem empregar criptografia. RSA é um exemplo de um algoritmo que pode ser utilizado para assinar mensagens criptografadas, mas o algoritmo de assinatura digital utilizado na Gate ( denominado ECDSA) não incorpora criptografia.

Reflexões finais

Tanto a criptografia simétrica quanto a assimétrica desempenham um papel crucial na garantia da segurança da informação e das comunicações confidenciais no mundo digital atual. Ambos os tipos de criptografia são úteis, pois cada um tem suas próprias vantagens e desvantagens, sendo aplicados em diferentes cenários. À medida que a criptografia como ciência continua a evoluir para se proteger contra ameaças mais sofisticadas e graves, os sistemas criptográficos simétricos e assimétricos continuarão a ser relevantes para a segurança da informação.