Entender o funcionamento da criptografia de chave pública e a sua aplicação na cadeia de blocos prática

O que é PKC

A criptografia de chave pública (PKC) é também conhecida como criptografia assimétrica, e é uma técnica de segurança que combina duas chaves diferentes para proteger informações. Na criptografia simétrica convencional, uma única chave é utilizada tanto para a criptografia quanto para a descriptografia, enquanto que na PKC, um par de chaves é utilizado, dividido em duas funções: chave pública e chave privada. Este mecanismo inovador resolve fundamentalmente os problemas de segurança dos computadores modernos e serve como a base para o ecossistema de blockchain e criptomoedas.

Vantagens de segurança proporcionadas por pares de chaves

A principal característica do PKC é que a chave pública pode ser compartilhada livremente. O remetente usa a chave pública do destinatário para criptografar a mensagem, e apenas o destinatário pode decifrá-la com a chave secreta correspondente. As duas chaves estão matematicamente ligadas, mas é praticamente impossível calcular a chave secreta a partir da chave pública.

Particularmente no algoritmo RSA, um par de chaves é gerado a partir do produto de dois grandes números primos. Esta tecnologia, desenvolvida por Rivest, Shamir e Adleman em 1977, continua a funcionar como padrão da indústria até hoje. Geralmente, utiliza-se um comprimento de chave entre 1.024 e 2.048 bits, o que aumenta extremamente a dificuldade de quebra.

Resolução dos problemas apresentados pelos cifrados simétricos

Os criptos simétricos tradicionais tinham uma fraqueza fatal. Como usam a mesma chave para criptografar e descriptografar, é necessário transmiti-la através de canais de comunicação não seguros. Se um terceiro a interceptar, todas as mensagens poderão ser lidas. Mesmo com a existência de tecnologias como a troca de chaves Diffie-Hellman-Merkle, ainda há riscos de ataque.

No PKC, a chave pública pode ser literalmente “publicada” sem afetar a segurança. Desde que a chave privada seja mantida em segurança, é possível trocar informações de forma segura por qualquer canal.

Garantir a autenticidade dos dados com assinatura digital

Outro uso do PKC é a assinatura digital. Um hash gerado a partir da mensagem é assinado com a chave privada, e o destinatário verifica com a chave pública do remetente. Isso permite confirmar a origem da mensagem e garantir que não houve adulteração. Em alguns casos, o hash em si também pode ser criptografado junto com a mensagem.

Utilização de Blockchain e Criptomoedas

PKC é o núcleo da tecnologia blockchain, como o Bitcoin e o Ethereum. Durante a criação da carteira, um par de chaves pública e privada é gerado. A partir da chave pública, é derivado o endereço da carteira, que pode ser compartilhado com outras pessoas sem problemas. Por outro lado, a chave privada é utilizada para assinar transações e verificar a movimentação de fundos, portanto, deve ser mantida em segredo absoluto.

Curiosamente, o Bitcoin e o Ethereum adotam um método específico de PKC chamado Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica (ECDSA). Como o ECDSA realiza apenas a geração de assinaturas e não a criptografia, na verdade, a blockchain não depende da tecnologia de criptografia em si. Quando as transações são verificadas, os registros são adicionados ao livro razão da blockchain, garantindo que apenas a pessoa que possui a chave secreta correspondente possa mover os fundos.

Desafios na implementação do PKC

Enquanto possui uma vantagem em termos de segurança, o PKC tem algumas limitações. Devido à complexidade das operações matemáticas envolvidas, a velocidade de processamento pode diminuir durante o processamento de grandes volumes de dados. Além disso, a gestão da chave secreta é uma condição absoluta. Se a chave secreta for comprometida, a segurança de todas as mensagens criptografadas com essa chave pública será perdida. Além disso, se a chave secreta for acidentalmente perdida, o acesso aos dados criptografados pode tornar-se impossibilitado para sempre.

Exemplos de aplicação na vida cotidiana e nos negócios

O PKC é utilizado em toda a comunicação importante, como e-mails, protocolos SSL/TLS em websites, transações bancárias online, entre outros. A camada de soquete seguro (SSL) também adota criptografia assimétrica, garantindo conexões web seguras. Além disso, seu uso está em contínua expansão, sendo considerado para a construção de sistemas de votação eletrônica mais seguros.

Resumo

A criptografia de chave pública é a guardiã dos sistemas digitais modernos, desde a segurança informática até a tecnologia blockchain. Ao utilizar um par de chaves pública e privada, resolve os problemas fundamentais da criptografia simétrica e proporciona um nível de segurança superior. A PKC tem evoluído ao longo de várias décadas, especialmente no campo das criptomoedas, onde novas aplicações estão sendo constantemente desenvolvidas.