Ameaças Quânticas: O Futuro da Criptografia Sob Ataque

Cientistas chineses, usando um computador quântico D-Wave, afirmam ter realizado o primeiro ataque quântico bem-sucedido contra algoritmos de criptografia amplamente usados, representando uma "ameaça real e substancial" para setores como bancário e militar. Embora o computador D-Wave tenha sido originalmente projetado para outras aplicações, foi capaz de quebrar algoritmos estruturados em redes de substituição-permutação (SPN), porém, ainda não decifrou senhas específicas, mostrando que a ameaça ainda está em estágio inicial.

Os pesquisadores reconhecem que limitações como interferências ambientais, hardware subdesenvolvido e a incapacidade de criar um método de ataque único para vários sistemas criptográficos ainda impedem o pleno potencial dos computadores quânticos. Contudo, o avanço liderado por Wang Chao, da Universidade de Xangai, foi considerado uma ameaça significativa à segurança de mecanismos usados em bancos e no setor militar, conforme publicado em um artigo revisado por pares na revista Chinese Journal of Computers.

Apesar de a computação quântica geral ainda estar em estágio inicial e não representar risco imediato aos sistemas criptográficos modernos, cientistas estão explorando computadores quânticos especializados. O time de Wang usou o D-Wave para atacar algoritmos como Present, Gift-64 e Rectangle, que são representativos de estruturas SPN, base para padrões de criptografia avançada, incluindo o AES, amplamente utilizado em protocolos militares e financeiros.

O D-Wave Advantage, utilizado pelos pesquisadores, aplica a técnica de recozimento quântico (não sabe o que é? explicamos), que permite resolver rapidamente problemas matemáticos complexos ao buscar o estado de energia mais baixo, simulando um processo de aquecimento e resfriamento de materiais. Essa técnica permite que o computador encontre soluções de maneira mais eficiente do que os métodos tradicionais.

O estudo destaca que, apesar do sucesso no ataque a algoritmos SPN, o computador quântico ainda não conseguiu revelar as senhas usadas. No entanto, os pesquisadores alertam que o desenvolvimento contínuo dessa tecnologia pode, no futuro, criar ataques quânticos mais robustos.

Embora a tecnologia ainda enfrente desafios como fatores ambientais e imaturidade do hardware, o estudo sugere que avanços futuros podem expor novas vulnerabilidades em sistemas criptográficos existentes. Isso representa um marco importante na evolução da computação quântica, que pode ameaçar padrões de segurança considerados seguros atualmente.

O que é criptografia?

Criptografia é como uma linguagem secreta usada para proteger informações. Imagine que você quer mandar uma mensagem para um amigo, mas não quer que mais ninguém consiga ler o que você escreveu. Para garantir isso, você pode "embaralhar" as palavras usando uma chave secreta (um código especial) que só você e seu amigo conhecem.

Na prática, a criptografia faz isso: ela transforma dados (como senhas, informações bancárias ou mensagens) em um formato que parece sem sentido para qualquer pessoa que não tenha a chave correta para "desembaralhar" a informação. Somente quem tem essa chave pode entender o conteúdo original.

Por exemplo, uma frase como "Olá, tudo bem?" pode ser transformada em algo como "G9x$Jq2#b!" usando criptografia. Isso faz com que qualquer pessoa que intercepte a mensagem não consiga entendê-la sem a chave para "traduzir" de volta para o texto original.

A criptografia é usada em muitas áreas, como em transações bancárias online, senhas de redes sociais, e-mails e até conversas em aplicativos de mensagem, para garantir que as informações fiquem seguras e privadas.

O que é recozimento quântico?

Recozimento quântico é uma técnica usada por computadores quânticos para resolver problemas complexos de maneira eficiente, inspirada no processo físico de recozimento de materiais. Imagine que, quando você aquece um metal e depois o esfria lentamente, ele se reorganiza internamente para ficar mais forte e estável. No mundo da computação, o recozimento quântico faz algo parecido, mas com dados.

Pense no problema como uma paisagem cheia de montanhas e vales, onde o objetivo é encontrar o ponto mais baixo (a melhor solução). Um computador clássico teria que “subir e descer” todas as montanhas para achar o ponto mais baixo, o que pode ser demorado. O recozimento quântico, por outro lado, usa o fenômeno da túnel quântico, que permite “pular” por essas montanhas, atravessando barreiras, e assim chegar mais rápido ao ponto mais baixo.

Em resumo, o recozimento quântico é uma maneira de usar as leis da física quântica para encontrar soluções mais rápidas para problemas que seriam muito difíceis ou demorados de resolver com computadores convencionais.