Eles definitivamente mudarão o paradigma da segurança da informação. Como você pode se preparar para essa mudança?

Os computadores quânticos serão lançados em breve e mudarão o mundo para sempre. Embora essa frase normalmente signifique uma revolução na física e na medicina, a mudança que está indubitavelmente pairando no ar é a mudança do paradigma da segurança da informação.

As discussões em torno dos computadores quânticos, que são capazes - entre outras coisas - de decifrar cifras rapidamente, vêm acontecendo há décadas. A ideia permaneceu como um conceito utópico defendido por cientistas e não se cristalizou em nenhuma elaboração de tecnologia realista.

Agora chegamos ao ponto de inflexão. Em agosto, a Agência de Segurança Nacional dos Estados Unidos (NSA) publicou uma nova edição de suas recomendações de segurança para a indústria. Ironicamente, a NSA, famosa por seus métodos de vigilância generalizados em larga escala, ao mesmo tempo desempenha uma função completamente oposta a esse respeito.

A organização é projetada para manter o sigilo das informações críticas e classificadas relevantes para o estado e propor recomendações sobre os métodos de criptografia mais preferíveis e eficientes e outros meios de proteção de informações para organizações estatais e usuários privados. A principal mudança que alimentou a discussão sobre os computadores quânticos foi a decisão da agência de se afastar do padrão de criptografia recomendado, conhecido como SUITE B.

[Mergulhe fundo no mundo da tecnologia e cadastre-se no Avance Network a verdadeira comunidade criptografada]

A NSA explica essa decisão citando descobertas recentes da física e da tecnologia que evoluem em um ritmo muito mais rápido do que se supunha anteriormente. A agência afirma que os computadores quânticos práticos podem se tornar uma realidade muito em breve, enfraquecendo os sistemas existentes baseados em criptografia, assinaturas digitais ou troca de chaves e tornando-os vulneráveis ​​à nova geração de ataques.

Para simplificar, a NSA revogou as recomendações anteriores sobre cifras e algoritmos de criptografia, mas não introduziu as novas, sugerindo que os usuários presos no limbo esperem algum tempo até que a próxima iteração de suas recomendações seja publicada. As recomendações mais recentes não estão nem perto, então, enquanto estamos presos na sala de espera, vamos refletir sobre o possível desenvolvimento e resultados da revolução quântica.

Em teoria

Certificados de sites, assinaturas digitais de software, comunicação criptografada em ferramentas de web banking, mensageiros instantâneos e outros aplicativos de commodities, todos contam com alguns truques matemáticos simples e relevantes.

Cada um desses casos de uso emprega o princípio da criptografia com base em chaves assimétricas. Isso significa que os processos de cifragem e decifração são realizados por meio de um par de chaves conectadas "matematicamente", com a chave de criptografia conhecida publicamente e a chave de descriptografia disponível para o único proprietário (um banco, um desenvolvedor de aplicativos, etc.).

Esse truque matemático pressupõe que, embora a chave pública seja conhecida, a chave privada não pode ser calculada em um período de tempo adequado. É aqui que os próximos computadores quânticos se tornam um problema sério. Enquanto o computador médio de hoje gastaria milhares de anos para calcular uma sucessão particularmente longa de números que a chave privada essencialmente é, um computador quântico processaria essa carga pesada em questão de minutos.

É uma ameaça realista para nós? Bem, a mudança potencial do jogo é enorme. Toda a correspondência online perderia sua privacidade, de modo que um adversário não teria problemas em se passar por um grande banco ou mesmo a toda poderosa Apple, já que não haveria meios adequados de confirmar a identidade online. "O fim está próximo", diria um pessimista. Eu - sendo um otimista absoluto - responderia: 'Bem, esta ameaça é tão superficial. Deve haver muito mais deles! '

The Scientific Monitor

Até recentemente, as pessoas que se preocupavam com a possibilidade mencionada acima podiam dormir sem problemas. Os pesquisadores que trabalham com computação quântica enfrentaram dois problemas fundamentais. Primeiro, o estado do sistema quântico (ou seja, a solução do problema matemático) era difícil de calcular.

Em segundo lugar, os chamados 'qubits' (ou 'bits quânticos') são muito instáveis ​​e difíceis de manter em um estado estável: com mais qubits, o sistema se torna mais instável. Isso significa que os computadores quânticos existentes são baseados em dois a quatro qubits, enquanto a tarefa de quebrar os sistemas criptográficos de hoje requer centenas ou mesmo milhares de qubits!

Alguns anos atrás, era amplamente reconhecido que o processo de criação de um computador quântico prático (que representaria uma ameaça real aos algoritmos de criptografia) levaria mais duas ou até quatro décadas. No entanto, a evolução acelerou inesperadamente. Recentemente, um projeto de sucesso de pesquisadores da University of New South Wales, na Austrália, ganhou algumas manchetes. Os cientistas conseguiram criar uma porta lógica quântica.

As soluções propostas pelo grupo são ainda mais fascinantes devido ao fato dos pesquisadores basearem sua abordagem na atualização dos chips de silício usuais, tornando o futuro computador quântico relativamente acessível, escalável e compatível com os PCs comuns. A única desvantagem é que ele requer temperaturas operacionais ultrabaixas, mas os cientistas estão otimistas para aumentar o número de qubits para centenas ou mesmo milhares sem um esforço particular.

O melhor cenário pressupõe que o primeiro computador quântico de produção deve chegar em apenas 5 anos, alavancando um número modesto de qubits. Para representar uma ameaça aos métodos de criptografia atuais, um computador quântico precisaria evoluir por mais uma década. Os pessimistas preferem manter a previsão anterior, que é de várias décadas.

Os realistas afirmam que os algoritmos quânticos ainda são um negócio obscuro e devem ser completamente estudados e analisados, o que pode implicar que os computadores quânticos não sejam capazes de quebrar cifras de forma alguma. Só o curso da história é capaz de provar que estão errados, mas se os 'otimistas' estiverem certos, é hora de se preparar.

'Preparar-se' pode ser fácil e difícil ao mesmo tempo. O que precisa ser mudado para iniciar a era quântica é a migração dos protocolos de criptografia atuais para algoritmos pós-quânticos (aqueles não quebrados por computadores quânticos). Felizmente, eles são reais.

No entanto, devemos ter em mente a experiência que obtivemos durante os últimos dois anos: implantações desatualizadas e / ou falhas de sistemas de criptografia, que são amplamente vulneráveis ​​a ataques Heartbleed ou POODLE, ainda estão sendo usados ​​mesmo por grandes empresas. Isso significa que mesmo soluções de segurança bem-sucedidas não podem ser aplicadas em escala com rapidez suficiente. E esta é a razão pela qual devemos nos preocupar com a criptografia 'pós-quântica' hoje.

Felizmente, algumas organizações sérias da indústria, como o NIST, já iniciaram o processo de padronização. No momento, os especialistas discutem a viabilidade de vários algoritmos de nova geração para substituir o RSA e o ECDH, que podem se tornar pouco confiáveis ​​no mundo pós-quântico.

Um guia prático

Então, com o que um usuário médio preocupado se divertiria, enquanto estamos esperando a destruição da criptografia quântica? Em primeiro lugar, deve-se avaliar criticamente as ameaças REAIS e o valor dos dados potencialmente vulneráveis.

Os certificados digitais para banco na web e aplicativos podem ser cancelados, então, quando os computadores quânticos estiverem por perto, os certificados atuais serão nulos, e há uma esperança de que o próximo certificado seja assinado por algoritmos cripticamente resilientes a métodos baseados em quantum.

As empresas atentas às ameaças provavelmente habilitariam algumas verificações de segurança de nível 'quantium' para sites, digamos, um indicador vermelho na barra de endereço do navegador alertaria o usuário se uma página da Web usar algoritmos de criptografia desatualizados.

A mesma abordagem se aplica a assinaturas digitais para aplicativos ou criptografia para tráfego trocado entre usuários de IM. É provável que eles estejam adequadamente protegidos quando os computadores quânticos se tornarem realidade cotidiana.

Afinal, qual é a ameaça? A ameaça é a capacidade de organizações como a NSA de coletar uma enorme quantidade de tráfego criptografado hoje. Agora, é apenas um grande pedaço inútil de informações armazenadas nos data centers, esperando por tecnologias quânticas de próxima geração que podem finalmente descriptografar os dados.

Tudo se reduziria a um fator: o valor de seu tráfego para eles e se vale a pena armazenar e descriptografar. Seria igualmente valioso nos próximos 10-20 anos? A resposta pode ser 'sim' para certos grupos de usuários: contratados com acesso a informações ultrassecretas, repórteres, médicos e advogados que trabalham com fontes confidenciais ou ativistas civis que agem contra governos repressivos.

Se alguém pertencer a esse grupo de alto risco, deve avaliar os níveis de risco que está correndo e aplicar métodos pós-quânticos para proteger dados confidenciais hoje , para evitar algumas consequências desagradáveis ​​amanhã.

Existem certas abordagens que podem ser usadas a este respeito:

Evite chaves assimétricas. 'Algoritmos quânticos são capazes de resolver problemas NP-completos que servem à base da criptografia assimétrica de hoje; comprometendo assim a criptografia de curva elíptica e RSA, assinaturas e criptografia El Gamal, bem como o algoritmo Diffy-Hellman, comenta. A solução pode ser usar protocolos alternativos de troca de chaves ou habilitar a troca física de chaves. Por exemplo, o messenger móvel Threema pressupõe que ambos os interlocutores troquem códigos QR em seus telefones, tornando as comunicações posteriores bastante resistentes a compromissos.

Use criptografia de alto nível. Embora os computadores quânticos de produção possam estar a uma década de distância, os hackers não ficam parados e continuarão a desenvolver novos e sofisticados ataques de criptografia, portanto, o uso de chaves RSA-8192 ou P-256 é totalmente justificado para documentos confidenciais.

Aproveite algoritmos de criptografia simétricos mais fortes. 'Computadores quânticos são capazes de quebrar senhas de forma eficiente e descobrir chaves de criptografia simétricas: por exemplo, um computador quântico quebra uma chave de 2N bytes ao mesmo tempo que leva um computador comum para quebrar uma chave de N bytes. Consequentemente, faz sentido dobrar o comprimento das chaves simétricas para preservar o mesmo grau de resiliência criptográfica. Deve-se levar em conta que os ataques práticos a AES estão crescendo em número e nível de sofisticação, então, independentemente do fato de ainda serem malsucedidos, a migração para a criptografia de 256 bits não prejudicaria, mesmo se a ameaça quântica emergente for não levado em consideração ainda.

Abordar soluções experimentais 'pós-quânticas'. Eles variam em termos de valor prático e conveniência, e sua resiliência criptográfica é, em alguns casos, altamente discutível. No entanto, se você for um dos primeiros a adotar, recomendamos que verifique a breve revisão dos utilitários existentes com base em um dos mais promissores sistemas de criptografia baseados em rede 'pós-quântica'.

O epílogo inesperado

Embora a computação quântica seja um ponto de ruptura para a segurança da Internet e possa resultar em algumas violações escandalosas, ainda temos que reconhecer que essa realidade está anos à frente.

Dito isso, a maioria das violações e hacks ao longo de todos esses anos foram causados ​​por razões mundanas: falhas de implantação, software vulnerável, senhas fracas e outras instâncias de práticas de segurança irresponsáveis.

Portanto, aqueles que se preocupam com a segurança de seus dados no advento da computação quântica devem se concentrar principalmente em escolher os meios certos de armazenar informações valiosas, proteger os canais de comunicação, bem como usar tecnologias de criptografia robustas e agentes de contadores confiáveis. Isso ajudaria a manter seus segredos intactos antes que os computadores quânticos se tornassem parte da realidade cotidiana.

O Avance Network é uma comunidade fácil de usar que fornece segurança de primeira e não requer muito conhecimento técnico. Com uma conta, você pode proteger sua comunicação e seus dispositivos. O Avance Network não mantém registros de seus dados; portanto, você pode ter certeza de que tudo o que sai do seu dispositivo chega ao outro lado sem inspeção.