Compreendendo a Criptografia Simétrica vs. Assimétrica: Diferenças Fundamentais e Aplicações

Os sistemas criptográficos estão atualmente divididos em duas categorias principais: criptografia simétrica e criptografia assimétrica. A encriptação assimétrica tem dois casos de uso primários: encriptação assimétrica e assinaturas digitais.

Estas abordagens criptográficas podem ser categorizadas da seguinte forma:

• Encriptação simétrica
  • Encriptação simétrica
• Encriptação assimétrica ( ou encriptação de chave pública )
  • Encriptação assimétrica (ou encriptação de chave pública)
  • Assinaturas digitais (podem ou não incluir encriptação)

Este artigo explora as diferenças fundamentais entre os algoritmos de encriptação simétrica e assimétrica e as suas aplicações em sistemas de segurança modernos.

Encriptação Simétrica vs. Encriptação Assimétrica: A Distinção Básica

Os algoritmos de encriptação dividem-se em duas categorias principais: encriptação simétrica e encriptação assimétrica. A principal diferença reside na utilização das chaves - os algoritmos de encriptação simétrica usam uma única chave tanto para a encriptação como para a decriptação, enquanto a encriptação assimétrica emprega duas chaves diferentes mas matematicamente relacionadas. Esta distinção aparentemente simples cria diferenças funcionais significativas entre estas técnicas de encriptação.

Como Funcionam as Chaves de Encriptação

Os algoritmos criptográficos geram chaves como uma série de bits utilizados para encriptação e decriptação de informações. A forma como essas chaves funcionam cria a distinção fundamental entre métodos de encriptação simétrica e assimétrica.

Os algoritmos de encriptação simétrica usam a mesma chave para as operações de encriptação e decriptação. Em contraste, os algoritmos de encriptação assimétrica usam uma chave para encriptar os dados e outra chave para decriptar. Nos sistemas assimétricos, a chave de encriptação é conhecida como a chave pública e pode ser compartilhada livremente, enquanto a chave de decriptação é a chave privada que deve permanecer confidencial.

Por exemplo, se Alice enviar a Bob uma mensagem usando encriptação simétrica, ela deve compartilhar a chave de encriptação com Bob para que ele possa decriptá-la. Isso cria uma vulnerabilidade de segurança - se uma parte maliciosa interceptar a chave, poderá acessar a informação encriptada.

Com a encriptação assimétrica, Alice encriptaria a sua mensagem usando a chave pública do Bob, e o Bob a desencriptaria usando a sua chave privada. Isto proporciona uma segurança aumentada porque, mesmo que alguém intercepte a chave pública do Bob, não pode desencriptar mensagens sem a sua chave privada.

Considerações sobre o Comprimento da Chave

Outra diferença significativa entre a encriptação simétrica e assimétrica relaciona-se ao comprimento da chave, que impacta diretamente os níveis de segurança.

A encriptação simétrica utiliza tipicamente chaves escolhidas aleatoriamente com comprimentos de 128 ou 256 bits, dependendo dos requisitos de segurança. A encriptação assimétrica, no entanto, requer uma relação matemática entre as chaves pública e privada, criando um padrão que potenciais atacantes podem explorar. Para fornecer segurança equivalente, as chaves assimétricas devem ser muito mais longas - uma chave simétrica de 128 bits oferece aproximadamente o mesmo nível de segurança que uma chave assimétrica de 2048 bits.

Vantagens e Desvantagens

Ambos os tipos de encriptação têm vantagens e desvantagens distintas:

Encriptação Simétrica:

• Processamento muito mais rápido
• Requer menos poder computacional
• Principal fraqueza: Desafios na distribuição de chaves
• Risco de segurança: A mesma chave usada para encriptação e decriptação deve ser distribuída a todas as partes

Encriptação Assimétrica:

• Resolve o problema de distribuição de chaves com pares de chaves públicas/privadas
• Gestão de chaves mais segura
• Principal fraqueza: Desempenho significativamente mais lento
• Requer substancialmente mais recursos computacionais devido a comprimentos de chave mais longos

Aplicações do Mundo Real

Aplicações de Encriptação Simétrica

A encriptação simétrica é amplamente utilizada em sistemas que requerem proteção de dados em alta velocidade. O Padrão de Encriptação Avançada (AES) é empregado por agências governamentais, incluindo o governo dos EUA, para proteger informações classificadas e sensíveis. O AES substituiu o antigo Padrão de Encriptação de Dados (DES) desenvolvido na década de 1970.

Aplicações de Encriptação Assimétrica

A encriptação assimétrica funciona bem em sistemas onde múltiplos utilizadores precisam de capacidades de encriptação/desencriptação, especialmente quando a velocidade não é crítica. Sistemas de email encriptado representam uma aplicação comum, onde chaves públicas encriptam mensagens que apenas os detentores da chave privada podem desencriptar.

Sistemas de Encriptação Híbridos

Muitas aplicações modernas combinam encriptação simétrica e assimétrica para aproveitar as forças de ambas as abordagens. Os protocolos de Segurança de Camada de Transporte (TLS), que asseguram comunicações na internet, exemplificam esta abordagem híbrida. Estes protocolos substituíram em grande parte os antigos protocolos de Camada de Sockets de Segurança (SSL), agora considerados inseguros.

Encriptação em Criptomoedas

As tecnologias criptográficas melhoram a segurança em muitas carteiras de cripto. Por exemplo, quando os utilizadores definem palavras-passe para carteiras de cripto, os algoritmos de encriptação protegem os ficheiros de acesso à carteira.

No entanto, existe uma conceção errada comum sobre os sistemas de blockchain e a encriptação assimétrica. Embora o Bitcoin e outras criptomoedas utilizem pares de chaves públicas e privadas, nem todos os sistemas de assinatura digital empregam técnicas de encriptação. De fato, as mensagens podem ser assinadas digitalmente sem encriptação. RSA representa um algoritmo que pode assinar mensagens encriptadas, mas o algoritmo de assinatura digital (ECDSA) do Bitcoin não utiliza encriptação nenhuma.

Considerações Finais

A encriptação simétrica e a encriptação assimétrica desempenham papéis vitais na proteção de informações sensíveis no nosso mundo cada vez mais digital. Embora cada abordagem tenha vantagens e limitações distintas que determinam as suas aplicações ótimas, ambas permanecem fundamentais para a segurança computacional. À medida que a criptografia evolui para combater ameaças cada vez mais sofisticadas, a encriptação simétrica e a encriptação assimétrica continuarão provavelmente a ser componentes essenciais de estratégias de segurança abrangentes.