Criptografia - Gênese e História - Parte 5
Nos dias atuais vive-se a transição da criptografia computacional para uma nova era, na verdade, ainda uma quimera: a “criptografia quântica”, que começa a engatinhar.
O coração dessa mudança de paradigma estará no computador quântico, capaz de realizar quantidades incríveis de cálculos em tempo muito reduzido, ajudando os criptanalistas a quebrar praticamente todos os algoritmos criptográficos existentes. Os de chaves concorrentes, pela busca exaustiva das chaves possíveis; os de chaves paralelas, pela fatoração de números grandes ou o cálculo do logaritmo discreto.
Para se colocar à frente dos criptoanalistas, que normalmente vêm a reboque, os criptoprojetistas já pensaram num processo de criptografia quântica. A inspiração do sistema vem da década de 1960, quando Stephen Wiesner, na Universidade de Colúmbia, propôs uma segurança radical para as notas de dólar.
A proposta de Wiesner baseou-se no “princípio da incerteza”, da teoria quântica estabelecida pelo físico alemão Wener Heisenberg, na década de 1920. Wiesner imaginou gravar nas notas de dólar, além do número de série, um padrão de fótons polarizados. Os filtros polaroides seriam orientados para gravar os fótons em quatro ângulos: 0 graus, + 45 graus, 90 graus e – 45 graus.
Cada cédula seria validada pelo número de série combinado com a leitura do padrão de fótons. A medida da polarização, para quem não sabe a orientação do filtro usado para gerá-la, carrega a probabilidade de 50% de erro, o que inviabiliza a capacidade de falsificação. Para uma sequência de 20 fótons, como proposto por Wiesner, a probabilidade de acertar toda a sequência seria de 1/2 elevado a 20.
Charles Bennet, com formação em físico-química, se encantou com a ideia de Wiesner. Na década de 1980, trabalhando no Laboratório Thomas Watson da IBM, expôs o conceito para Gilles Brasard, cientista da computação da Universidade de Montreal. Passaram, então, a buscar aplicações e vislumbraram um processo para troca de chaves em criptografia, adaptado da proposta de Wiesner.
Os correspondentes combinariam o código “polarização - bit”: por exemplo, “0” para 0 graus (“|”) e 45 graus (“/”) e “1” para 90 graus (“—“) e – 45 graus (“\”). A mensagem seria uma sequência de zeros e uns. O transmissor enviaria os fótons polarizados para representar o “0” (“|” ou “/”) e o “1” (“—“ ou “\”), escolhendo o filtro aleatoriamente, segundo o código pré-estabelecido.
O receptor usaria o esquema de filtros segundo sua escolha (“+” ou “X”), sem combinar com o transmissor, e anotaria uma sequência dos resultados, localizável por ambos, para validação posterior. Por um canal inseguro, o receptor revelaria o esquema usado na recepção do bit (sem revelar o bit) e o transmissor diria se sua escolha foi ou não acertada.
Ambos saberiam o valor do bit, pelo esquema do filtro usado por cada um. Caso houvesse escuta no canal inseguro, mesmo com a revelação do esquema de recepção, o interceptador não saberia se o bit resultante recebido foi 0 ou 1.
Caso algum interceptador tivesse agido no caminho da transmissão dos fótons, com grande probabilidade teria alterado polarizações de posições. Escolhendo alguns bits da sequência revelada, transmissor e receptor comparariam alguns bits, que seriam descartados após a revelação.
Percebida alguma inconsistência, descartariam toda a sequência que serviu de amostra. Não havendo incompatibilidade, os bits corretos não revelados seriam aproveitados como chave de um algoritmo de chaves concorrentes.
Experimentos práticos para implementação da criptografia quântica têm sido realizados. Alguns resultados foram exitosos para reduzidas distâncias. Usando fibra óptica, de alta pureza, já se obteve sucesso na transmissão a distâncias próximas a 100 Km. As transmissões pelo ar só atingiram, por enquanto, algumas centenas de metros.
