Aplicação de QKD na criptografia moderna
Não há dúvidas de que o mundo moderno está cada vez mais baseado na informação digital. Por seu imenso valor e consequente demanda, manter a segurança na transmissão de dados se tornou imprescindível. A criptografia surgiu com a finalidade de tornar essas transações seguras e continua a evoluir à medida que sua tecnologia se torna rapidamente obsoleta devido à busca constante por vulnerabilidades.
Diferente do que muitos pensam, o problema com a criptografia não é criptografar os dados em si, mas sim estabelecer um compartilhamento dessas informações de maneira segura. Esse processo de compartilhamento é comumente chamado de distribuição de chaves.
Atualmente, o método mais comum usado pelos criptógrafos é estabelecer um padrão fácil de aplicar mas que seja muito difícil fazer a operação reversa para revelar os arquivos. Esse método acaba sendo vulnerável frente à rapidez com que a tecnologia vem se desenvolvendo, deixando possível a criação de novos algoritmos capazes de descobrir o processo que revelam o material sigiloso. Também é vulnerável à computação quântica, cada vez mais poderosa nos últimos anos.
Como isso pode ser evitado com a QKD?
Para resolver esse problema, surgiu a Distribuição de Chaves Quânticas, ou Quantum Key Distribution (QKD) no original em inglês, com base nas leis fundamentais da natureza e da física quântica. A finalidade dessa tecnologia é garantir segurança a todas as ameaças possíveis em compartilhamento de dados criptografados.
A transmissão de dados dessa tecnologia é baseada na direção ou fase relativa dos fótons emitidos pelo laser. Cada fóton é codificado com um valor de 0 ou 1 e geralmente está em um estado de superposição. O receptor então lê os fótons e obtém a chave de criptografia para os dados de interesse.
O QKD é baseado principalmente no fato de que medir ou observar partículas pode mudar o seu comportamento. Quando o invasor mede os fótons, o sistema falha e algumas direções são modificadas para mostrar ao transmissor que os dados vazaram e que existem lacunas no sistema. Portanto, quando isso acontece, esse sistema gera uma nova sequência-chave para não comprometer integralmente o conteúdo, uma vez que representa apenas um pequeno conjunto de dados de um todo.
Por que essa tecnologia não é muito conhecida?
Com o passar dos anos, essa tecnologia se tornou cada vez mais poderosa, mas ainda é preciso que alguns aprimoramentos sejam implementados e problemas resolvidos. Um deles é a baixa distância das informações, que pode ser resolvida com o uso de repetidores quânticos, que ainda estão em etapas iniciais de desenvolvimento.
Outra coisa que deve ser alcançada é um detector mais rápido, pois a velocidade de detecção limita o uso comercial do sistema real. Um avanço já introduzido foi o uso de fótons emaranhados, que torna o sistema menos vulnerável a ataques. O emaranhamento faz com que a chave exista tanto no transmissor quanto no receptor.
Recentemente, a BT (British Telecom) conduziu o primeiro teste do mundo de comunicações quânticas seguras em cabo de fibra de núcleo oco, permitindo que os dados sejam transmitidos mais rapidamente do que em cabo óptico tradicional. No entanto, experimentos ainda estão em andamento para aplicar a configuração à troca de dados de modo comercial e acessível.
