Análise comparativa da encriptação simétrica e assimétrica

No âmbito da encriptação moderna, distinguem-se duas vertentes principais: a encriptação simétrica e a assimétrica. Enquanto a primeira está comumente associada ao cifrado simétrico, a segunda abrange duas aplicações fundamentais: o cifrado assimétrico e as assinaturas digitais.

Esta classificação pode esquematizar-se da seguinte maneira:

A encriptação de chave simétrica concentra-se na encriptação simétrica, enquanto a encriptação assimétrica, também conhecida como encriptação de chave pública, compreende a encriptação assimétrica e as assinaturas digitais, que podem ou não incluir encriptação.

Neste análise, vamos nos concentrar nos algoritmos de encriptação simétrica e assimétrica.

Diferenças entre encriptação simétrica e assimétrica

Os métodos de encriptação são geralmente categorizados em simétricos e assimétricos. A distinção crucial reside no fato de que os algoritmos simétricos empregam uma única chave, enquanto os assimétricos utilizam duas chaves relacionadas, mas diferentes. Esta diferença aparentemente simples acarreta implicações significativas em relação ao seu funcionamento e aplicação.

Relação entre chaves

No campo criptográfico, os algoritmos geram chaves na forma de sequências de bits para encriptar e desencriptar informações. O uso dessas chaves determina a diferença entre os métodos simétricos e assimétricos.

Os algoritmos simétricos utilizam a mesma chave para ambas as operações, enquanto os assimétricos utilizam uma chave para encriptação e outra para desencriptação. Nos sistemas assimétricos, a chave de encriptação, denominada chave pública, pode ser compartilhada livremente, enquanto a de desencriptação, ou chave privada, deve ser mantida em segredo.

Por exemplo, se Ana enviar uma mensagem protegida com encriptação simétrica a Carlos, ela deverá fornecer a mesma chave que utilizou para encriptá-la. Isso implica que se um terceiro interceptar a comunicação, poderá aceder à informação encriptada.

Em contraste, se Ana utilizar o método assimétrico, encriptaria a mensagem com a chave pública de Carlos, que a desencriptaria com a sua chave privada. Assim, a encriptação assimétrica oferece um nível superior de segurança, pois mesmo que alguém intercepte as mensagens e obtenha a chave pública, não conseguirá decifrar o conteúdo.

Comprimento das chaves

Outra diferença fundamental entre ambos os métodos relaciona-se com o comprimento das chaves, medido em bits e diretamente ligado ao nível de segurança de cada algoritmo.

Nos sistemas simétricos, as chaves são selecionadas aleatoriamente e o seu comprimento comummente aceite varia entre 128 e 256 bits, dependendo do nível de segurança exigido. No encriptação assimétrica, deve existir uma relação matemática entre as chaves pública e privada, o que implica que estão ligadas por uma fórmula específica. Devido a isso, os atacantes poderiam utilizar este padrão para vulnerar o encriptação, pelo que as chaves assimétricas devem ser consideravelmente mais extensas para proporcionar um nível de segurança comparável. A diferença no comprimento das chaves é tão notável que uma chave simétrica de 128 bits e uma assimétrica de 2048 bits oferecem aproximadamente o mesmo grau de proteção.

Vantagens e desvantagens

Cada tipo de encriptação apresenta seus próprios benefícios e limitações. Os algoritmos simétricos são significativamente mais rápidos e requerem menos recursos computacionais, mas sua principal desvantagem reside na distribuição de chaves. Dado que se utiliza a mesma chave para encriptar e desencriptar, esta deve ser compartilhada com todos que precisam de acesso, o que naturalmente traz certos riscos.

Por sua vez, a encriptação assimétrica resolve o problema da distribuição de chaves através do uso de chaves públicas para a encriptação e privadas para a desencriptação. No entanto, os sistemas assimétricos são consideravelmente mais lentos em comparação com os simétricos e demandam muito mais potência de processamento devido à extensão das chaves.

Aplicações práticas

Encriptação simétrica

Dada a sua velocidade, a encriptação simétrica é amplamente utilizada para proteger informações em numerosos sistemas informáticos contemporâneos. Por exemplo, organismos governamentais utilizam o Padrão de Encriptação Avançada (AES) para encriptar informações classificadas. AES substituiu o antigo Padrão de Encriptação de Dados (DES), desenvolvido na década de 1970 como padrão de encriptação simétrica.

Encriptação assimétrica

A encriptação assimétrica encontra aplicação em sistemas onde múltiplos usuários podem precisar encriptar e desencriptar mensagens ou conjuntos de dados, especialmente quando a velocidade e a capacidade de processamento não são prioritárias. Um exemplo simples é o e-mail encriptado, onde pode-se empregar uma chave pública para encriptar mensagens e uma privada para desencriptá-las.

Sistemas híbridos

Em numerosas aplicações, combinam-se a encriptação simétrica e assimétrica. Um exemplo destacado destes sistemas híbridos são os protocolos criptográficos Transport Layer Security (TLS), desenvolvidos para garantir comunicações seguras na Internet. Atualmente, os protocolos TLS são considerados seguros e são amplamente utilizados pelos navegadores web modernos.

Encriptação no âmbito das criptomoedas

Numerosas carteiras de criptomoedas implementam métodos de encriptação para oferecer um nível superior de segurança aos usuários finais. Os algoritmos de encriptação são aplicados 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 o Bitcoin e outras criptomoedas utilizam um par de chaves pública e privada, existe a concepção errônea de que os sistemas blockchain empregam algoritmos de encriptação assimétrica. No entanto, como mencionado anteriormente, a encriptação assimétrica e as assinaturas digitais são as duas aplicações principais da criptografia assimétrica.

Em consequência, nem todos os sistemas de assinatura digital utilizam encriptação, embora forneçam chaves públicas e privadas. De fato, uma mensagem pode ser assinada digitalmente sem empregar cifrado. RSA é um exemplo de algoritmo que pode ser utilizado para assinar mensagens encriptadas, mas o algoritmo de assinatura digital empregado no Bitcoin ( denominado ECDSA) não envolve encriptação.

Reflexões finais

Tanto o encriptação simétrica quanto o assimétrica desempenham papéis cruciais na proteção da informação e das comunicações confidenciais no ambiente digital atual. Ambos os métodos são valiosos, uma vez que cada um apresenta suas próprias forças e fraquezas, por isso são aplicados em cenários distintos. À medida que a criptografia como disciplina evolui para enfrentar ameaças mais sofisticadas e graves, os sistemas criptográficos simétricos e assimétricos manterão sua relevância no âmbito da segurança informática.