Criptografia Simétrica vs Assimétrica: Compreendendo as Diferenças Fundamentais

Os sistemas criptográficos hoje são divididos em duas categorias principais: criptografia simétrica e criptografia assimétrica. Enquanto a criptografia simétrica se concentra na encriptação simétrica, a criptografia assimétrica tem duas aplicações principais: encriptação assimétrica e assinaturas digitais.

Essas abordagens criptográficas podem ser categorizadas da seguinte forma:

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

Este artigo explora as diferenças fundamentais entre algoritmos de encriptação simétrica e assimétrica e suas aplicações no mundo real.

A Distinção Fundamental

A principal diferença entre a encriptação simétrica e a encriptação assimétrica reside na utilização das suas chaves. A encriptação simétrica emprega uma única chave tanto para os processos de encriptação como de decriptação, enquanto a encriptação assimétrica utiliza duas chaves matematicamente relacionadas, mas diferentes. Esta distinção aparentemente simples cria diferenças significativas em funcionalidade, segurança e aplicações práticas.

Como Funcionam as Chaves de Encriptação

Chaves Simétricas: A Abordagem de Chave Única

Os algoritmos criptográficos geram chaves como sequências de bits usadas para encriptar e decriptar informações. Na encriptação simétrica, a mesma chave realiza ambas as funções. Isso significa que qualquer pessoa que precise decriptar os dados deve ter acesso à chave de encriptação original.

Por exemplo, quando a Alice envia uma mensagem ao Bob usando encriptação simétrica, ela deve compartilhar a chave de encriptação com o Bob para que ele possa decriptá-la. Se uma pessoa não autorizada interceptar esta chave, ela ganha acesso completo à informação encriptada.

Chaves Assimétricas: O Sistema de Duas Chaves

A encriptação assimétrica adota uma abordagem diferente ao usar duas chaves distintas. A "chave pública" encripta os dados e pode ser partilhada livremente, enquanto a "chave privada" decripta os dados e deve permanecer confidencial.

Quando Alice envia uma mensagem a Bob utilizando encriptação assimétrica, ela a encripta usando a chave pública de Bob. Apenas Bob, que possui a chave privada correspondente, pode desencriptar a mensagem. Isto proporciona uma segurança aprimorada—mesmo que alguém intercepte a chave pública de Bob, não pode desencriptar mensagens sem a chave privada.

Requisitos de Comprimento da Chave

Uma diferença crítica entre esses métodos de encriptação relaciona-se ao comprimento da chave, que impacta diretamente o nível de segurança.

A encriptação simétrica utiliza tipicamente chaves escolhidas aleatoriamente de 128 ou 256 bits, dependendo dos requisitos de segurança. No entanto, a criptografia assimétrica requer chaves muito mais longas porque a relação matemática entre as chaves pública e privada cria padrões que os atacantes podem explorar.

Para níveis de segurança equivalentes:

• Uma chave simétrica de 128 bits oferece segurança semelhante a uma chave assimétrica de 2048 bits
• Uma chave simétrica de 256 bits compara-se a uma chave assimétrica de 3072 bits

Comparando Vantagens e Desvantagens

Ambos os tipos de encriptação têm forças e limitações distintas:

Encriptação Simétrica:

• Vantagens: Velocidades de processamento muito mais rápidas e menores requisitos computacionais
• Desvantagens: Desafios de distribuição de chaves—compartilhar chaves cria vulnerabilidades de segurança

Encriptação Assimétrica:

• Vantagens: Resolve problemas de distribuição de chaves ao usar pares de chaves públicas/privadas
• Desvantagens: Processamento significativamente mais lento e maiores exigências computacionais devido a comprimentos de chave mais longos

Aplicações do Mundo Real

Casos de Uso de Encriptação Simétrica

A encriptação simétrica é amplamente utilizada em sistemas que requerem encriptação de alta velocidade de grandes volumes de dados. O Padrão Avançado de Encriptação (AES) é utilizado por agências governamentais em todo o mundo, incluindo o governo dos EUA para a proteção de informações classificadas. O AES substituiu o antigo Padrão de Encriptação de Dados (DES) desenvolvido na década de 1970.

Casos de Uso de Encriptação Assimétrica

A encriptação assimétrica revela-se valiosa em ambientes multi-utilizador onde numerosos utilizadores necessitam de capacidades de encriptação/desencriptação, particularmente quando a velocidade não é a principal preocupação. Os sistemas de e-mail encriptado representam uma aplicação comum—o remetente encripta mensagens com a chave pública do destinatário, enquanto o destinatário desencripta-as com a sua chave privada.

Sistemas Híbridos: O Melhor de Dois Mundos

Muitas aplicações modernas combinam ambos os tipos de encriptação em sistemas híbridos. Os protocolos Transport Layer Security (TLS)—os fundamentos de segurança dos navegadores web modernos—exemplificam esta abordagem. Anteriormente, os protocolos Secure Sockets Layer (SSL) cumpriam este propósito, mas agora são considerados inseguros.

Encriptação em Criptomoedas

As tecnologias cripto melhoram a segurança em muitas carteiras de cripto, particularmente através da encriptação de senhas de arquivos de acesso à carteira. No entanto, existe um equívoco comum em relação aos sistemas de blockchain e à encriptação assimétrica.

Embora criptomoedas como o Bitcoin utilizem pares de chaves públicas e privadas, não empregam necessariamente algoritmos de encriptação assimétrica. Como mencionado anteriormente, a criptografia assimétrica tem duas aplicações principais: encriptação e assinaturas digitais.

Os sistemas de assinatura digital não utilizam sempre técnicas de encriptação, mesmo quando utilizam chaves públicas e privadas. As mensagens podem ser assinadas digitalmente sem encriptação. RSA representa um algoritmo que pode assinar mensagens encriptadas, mas o algoritmo de assinatura digital do Bitcoin (ECDSA) não utiliza encriptação.

A Importância Contínua de Ambos os Sistemas

A encriptação simétrica e a encriptação assimétrica desempenham papéis cruciais na proteção de informações sensíveis no nosso mundo cada vez mais digital. Embora sirvam a propósitos diferentes com base nas suas vantagens e limitações, ambas permanecem componentes essenciais da segurança informática moderna.

À medida que a encriptação continua a evoluir para combater ameaças sofisticadas, essas abordagens complementares de encriptação manterão sua relevância na oferta de soluções de segurança abrangentes para várias aplicações.