Criptografia na era digital: uma análise completa desde os códigos antigos até à blockchain

Já pensou por que a sua senha ao usar o internet banking não é roubada por hackers? Por que as transações em criptomoedas garantem que só você pode controlar os seus ativos? A resposta está escondida numa ciência antiga e moderna ao mesmo tempo — a criptografia.

Afinal, o que é a criptografia?

Muitas pessoas confundem “criptografia” com “criptografia”, mas esses dois conceitos têm diferenças essenciais.

Criptografia é apenas um processo: transformar informações legíveis (texto simples) em uma forma ilegível (texto cifrado) usando algoritmos e chaves, e depois recuperar o texto original por meio de descriptografia. Criptografia, por outro lado, é uma disciplina mais ampla que inclui não só criptografar/descriptografar, mas também verificar integridade de dados, autenticação de identidade, prevenção de negação, entre outros aspectos.

Para um exemplo simples, na antiguidade, os espartanos usavam uma vara de um diâmetro específico (chamada scytal), na qual enrolavam uma tira de papel com escrita. Ao desenrolar, o texto se tornava ilegível. Somente com uma vara de mesmo diâmetro podiam ler — essa é a forma primitiva de criptografia.

As quatro funções centrais da criptografia:

Confidencialidade — garantir que a informação seja visível apenas para quem tem autorização. Suas mensagens privadas não devem ser lidas por terceiros.

Integridade — verificar que a informação não foi alterada durante transmissão ou armazenamento. Mesmo que um hacker intercepte os dados, qualquer modificação será detectada.

Autenticação — confirmar que a origem da informação é realmente quem afirma ser, e não um impostor.

Não repúdio — o remetente não pode negar que enviou uma mensagem ou realizou uma transação.

Esses princípios sustentam a confiança na era digital: internet banking seguro, aplicativos de mensagens criptografadas, comércio eletrônico, e tecnologias de blockchain, incluindo criptomoedas como o Bitcoin.

A criptografia no cotidiano

Ao acessar qualquer site, você está usando criptografia. O ícone de cadeado na barra do navegador representa uma conexão HTTPS — por trás dela, os protocolos TLS/SSL estão em ação. Esses protocolos usam criptografia assimétrica para o handshake inicial (troca segura de chaves simétricas), e depois trocam dados usando criptografia simétrica mais rápida, protegendo suas informações de login, números de cartão de crédito, privacidade.

Aplicações de mensagens — como Signal, WhatsApp — usam criptografia de ponta a ponta, garantindo que apenas o remetente e o destinatário possam ler as mensagens, nem mesmo os provedores de serviço conseguem decifrar.

Assinaturas digitais estão em toda parte na área jurídica e comercial. Elas usam criptografia para verificar a autenticidade e integridade de documentos, conferindo validade legal a contratos eletrônicos. Se um documento assinado for alterado, a assinatura é invalidada — essa é uma das maravilhas da criptografia.

Chip EMV de cartões bancários — usa algoritmos complexos para verificar a identidade do titular, prevenindo fraudes por clonagem.

Redes Wi-Fi com padrão WPA3, VPNs, criptografia de armazenamento em nuvem, e até proteção de bancos de dados — tudo depende de criptografia.

História da criptografia: do passado à era da informação

Criptografia na antiguidade e Idade Média

As primeiras registros de códigos datam de cerca de 1900 a.C., no Egito antigo, onde se usavam hieróglifos não convencionais para esconder mensagens.

Na Roma antiga, Júlio César usava uma substituição simples: deslocar cada letra um número fixo de posições (por exemplo, deslocar 3, A vira D, B vira E). Essa técnica era fácil de quebrar, mas na época foi revolucionária.

No século IX, o estudioso árabe Al-Kindi inventou a análise de frequência — ao analisar a frequência de letras no texto cifrado, comparando com a frequência natural da linguagem, era possível decifrar substituições. Essa técnica permaneceu padrão na análise de códigos até o século XIX.

No século XVI, surgiu a cifra de Vigenère. Ela usa uma palavra-chave para determinar o deslocamento de cada letra, tornando a análise de frequência ineficaz. Por séculos, foi considerada uma “cifra indecifrável”. Somente no século XIX, Charles Babbage e Friedrich Kasiski conseguiram quebrá-la.

Era industrial e guerras mundiais

A máquina Enigma foi a mais famosa máquina de criptografia do século XX. Essa máquina eletromecânica usava rotores rotativos e refletor para gerar cifras de substituição complexas, mudando a configuração a cada tecla pressionada, tornando a previsão quase impossível.

Durante a Segunda Guerra Mundial, os Aliados conseguiram decifrar a Enigma. O matemático britânico Alan Turing e sua equipe em Bletchley Park criaram máquinas de quebra de códigos que encontravam padrões nos textos cifrados. Essa conquista teria encurtado a guerra e salvado milhões de vidas. Historiadores consideram a quebra da Enigma como um marco no nascimento da ciência da computação.

Revolução na era dos computadores

Em 1949, Claude Shannon publicou “Teoria da Comunicação Secreta”, estabelecendo as bases matemáticas da criptografia moderna.

Na década de 1970, o DES (Padrão de Criptografia de Dados) tornou-se o padrão oficial dos EUA, sendo a primeira cifra amplamente aceita na computação.

Em 1976, Whitfield Diffie e Martin Hellman propuseram um conceito revolucionário: criptografia de chave pública. Diferente da criptografia simétrica tradicional (onde remetente e destinatário usam a mesma chave secreta), a criptografia de chave pública usa um par de chaves matematicamente relacionadas — uma pública e uma privada. Qualquer pessoa pode usar a pública para criptografar, e somente quem possui a privada pode descriptografar.

Depois, a algoritmo RSA (desenvolvido por Rivest, Shamir e Adleman) implementou essa teoria, e ainda é amplamente utilizado.

Os pilares da criptografia moderna

Criptografia simétrica vs assimétrica

Criptografia simétrica: remetente e destinatário compartilham a mesma chave secreta para criptografar e descriptografar. É como uma fechadura e uma chave — quem tem a chave pode abrir.

Vantagens: rápida, adequada para grandes volumes de dados.
Desvantagens: difícil de trocar a chave de forma segura. Se a chave for interceptada durante a troca, toda a proteção é comprometida.

Algoritmos comuns: AES (Padrão de Criptografia Avançada), DES, 3DES, Blowfish.

Criptografia assimétrica: usa um par de chaves — pública e privada. Uma mensagem criptografada com a chave pública só pode ser descriptografada com a privada. É como um correio com caixa de entrada — qualquer um pode depositar cartas usando a chave pública, mas só o dono da caixa tem a chave para abrir.

Vantagens: resolve o problema de troca de chaves. A chave pública pode ser compartilhada livremente, a privada nunca precisa ser transmitida.
Desvantagens: mais lenta que a simétrica, não indicada para grandes volumes de dados.

Algoritmos comuns: RSA, ECC (Criptografia de Curvas Elípticas).

Soluções híbridas na prática

Na prática, combina-se o melhor de ambos: usa-se criptografia assimétrica para trocar uma chave simétrica de forma segura, e depois usa-se a criptografia simétrica para transmitir grandes volumes de dados rapidamente. É assim que funciona o HTTPS/TLS.

Função hash: o herói silencioso da criptografia

Função hash é uma ferramenta especial que transforma qualquer entrada de tamanho variável em uma saída de tamanho fixo, chamada de “impressão digital”.

Características principais:

Unidirecionalidade — é praticamente impossível reverter o hash para obter os dados originais.

Determinística — a mesma entrada sempre gera o mesmo hash.

Resistência a colisões — é quase impossível encontrar duas entradas diferentes que gerem o mesmo hash.

Efeito avalanche — uma pequena mudança na entrada gera uma mudança drástica no hash.

Aplicações:

• Verificação de integridade de arquivos: ao baixar, conferir o hash para garantir que não foi alterado.
• Armazenamento de senhas: o banco de dados armazena apenas o hash da senha, não a senha em si. Na autenticação, calcula-se o hash da entrada e compara.
• Blockchain: cada bloco contém o hash do bloco anterior, qualquer alteração quebra a cadeia.
• Assinatura digital: assina-se o hash do documento, não o documento inteiro (mais rápido).

Algoritmos comuns: SHA-256, SHA-3, MD5 (já obsoleto).

Desafios e oportunidades na era quântica

Uma ameaça potencial se aproxima: computadores quânticos.

Eles podem resolver certos problemas matemáticos exponencialmente mais rápido. O algoritmo de Shor rodando em um computador quântico pode quebrar RSA e ECC em tempo razoável — o que significa que grande parte da criptografia atual pode se tornar vulnerável.

Para enfrentar esse desafio, duas frentes estão sendo desenvolvidas:

Criptografia pós-quântica (PQC): criar novos algoritmos resistentes a computadores quânticos. Baseados em problemas de grade, codificação, entre outros. O NIST dos EUA lidera uma competição global para definir novos padrões.

Criptografia quântica: usa princípios da mecânica quântica para proteger chaves. A Distribuição de Chaves Quânticas (QKD) permite que duas partes gerem uma chave compartilhada de forma segura, pois qualquer tentativa de espionagem altera o estado quântico e é detectada imediatamente.

Criptografia na Rússia e padrões internacionais

Contribuições russas

A Rússia tem uma base sólida em criptografia. A escola matemática soviética contribuiu bastante, embora muitas descobertas tenham sido mantidas em sigilo por muito tempo.

O padrão GOST é um sistema de criptografia desenvolvido na Rússia:

• GOST R 34.12-2015: padrão de criptografia de blocos simétrica, incluindo Kuznechik (128 bits) e Magma (64 bits).
• GOST R 34.10-2012: padrão de assinatura digital, baseado em curvas elípticas.
• GOST R 34.11-2012: padrão de função hash, chamado Streebog.

O uso de GOST é obrigatório para tratar informações confidenciais do Estado russo, além de ser comum em empresas e cidadãos para cumprir regulações.

A FSB (Serviço de Segurança Federal da Rússia) regula a emissão de licenças para ferramentas de criptografia, certificando sua segurança.

Padrões globais

EUA: o NIST promove padrões como DES, AES, séries SHA, que se tornaram referências mundiais. A NSA também influencia bastante.

União Europeia: o GDPR exige medidas técnicas adequadas para proteção de dados, incentivando o uso de criptografia forte, mesmo sem especificar algoritmos.

Organizações internacionais: ISO/IEC, IETF, criam padrões universais para garantir compatibilidade global na comunicação digital.

Apesar das diferenças, a cooperação internacional garante a interoperabilidade na economia digital.

Carreira em criptografia

Vagas e habilidades necessárias

Pesquisador em criptografia: desenvolve novos algoritmos, analisa segurança, explora o pós-quântico. Requer forte base matemática (teoria dos números, álgebra, probabilidade).

Analista de segurança criptográfica: avalia vulnerabilidades, audita sistemas. Pode atuar na defesa ou em inteligência.

Engenheiro de segurança da informação: implementa medidas criptográficas, gerencia infraestrutura de chaves (PKI), configura sistemas, monitora incidentes.

Programador de segurança: escreve código usando bibliotecas criptográficas, evita falhas comuns (como números aleatórios fracos, má gestão de chaves).

Especialista em testes de penetração: busca vulnerabilidades na implementação de criptografia.

Habilidades essenciais

• Forte base matemática
• Conhecimento de algoritmos e protocolos
• Programação (Python, C++, Java)
• Conhecimento de redes e sistemas operacionais
• Capacidade de resolver problemas complexos
• Vontade de aprender continuamente (a área evolui rápido)

Como aprender

Graduação: universidades como MIT, Stanford, ETH Zurich oferecem excelentes cursos de criptografia e segurança de redes.

Cursos online: Coursera, edX têm cursos do básico ao avançado.

Prática: plataformas como CryptoHack, CTFs oferecem desafios progressivos.

Literatura especializada: “A História da Criptografia” de Simon Singh para iniciantes, “Applied Cryptography” de Bruce Schneier para aprofundar.

Perspectivas de carreira

A demanda por profissionais de segurança digital continua alta. Iniciantes podem começar como engenheiros de segurança, desenvolvedores, evoluindo para cargos mais estratégicos como arquitetos de segurança, gerentes ou consultores.

Salários geralmente são superiores à média de TI, especialmente para especialistas experientes. Atuam em empresas de tecnologia, bancos, plataformas de criptomoedas, operadoras, órgãos governamentais, defesa.

Conclusão

A criptografia vai muito além de fórmulas matemáticas; é a base que sustenta a confiança na sociedade digital moderna. Desde proteger comunicações pessoais, garantir transações financeiras, até suportar blockchains e criptomoedas, seu impacto é onipresente.

Revisamos a evolução desde o scytal antigo até a era quântica, exploramos a criptografia simétrica e assimétrica, o papel da Rússia e padrões internacionais. Para quem trabalha na área, é um campo desafiador e cheio de oportunidades; para o usuário comum, entender esses conceitos ajuda a proteger melhor seus ativos digitais.

No futuro, o enfrentamento das ameaças quânticas e a padronização de algoritmos pós-quânticos serão centrais. A criptografia está em constante evolução, com novos desafios e soluções surgindo continuamente. Essa área dinâmica continuará moldando um futuro digital mais seguro. Usar plataformas e ferramentas confiáveis para gerenciar seus ativos e informações sensíveis é o primeiro passo para sua proteção.