Ao longo de toda a história, as pessoas sempre se empenharam em encontrar formas que lhes permitissem manter seus segredos seguros. Isso pode ser testemunhado facilmente nos dias atuais através de um termo que você provavelmente já deve ter ouvido falar: criptografia. Em termos básicos, a criptografia é o conjunto de técnicas e princípios usados com o objetivo de manter uma comunicação segura ainda, que na presença de terceiros. Hoje, a criptografia ajuda a proteger várias coisas, como por exemplo os nossos dados digitais quando eles passam pela internet. Mas apesar de parecer algo “novo”, as pessoas confiam em algum tipo de criptografia desde a antiguidade. Por isso, ao longo desse post, você vai conhecer um pouco da história da “arte de criptografar”.
Entendendo o funcionamento dos antigos métodos de criptografia
A palavra “criptografia” é derivada das palavras gregas “kryptos”, que significa “oculto”, e “graphein”, que significa “escrita”. Como o seu nome sugere, em vez de esconder fisicamente uma mensagem dos olhos do inimigo, a criptografia permite que duas partes se comuniquem à vista, mas através de uma linguagem que o seu adversário não consiga ler. Desse modo, para criptografar uma mensagem, o remetente deve manipular o conteúdo usando algum método sistemático, conhecido como “algoritmo”. A mensagem original, chamada “texto simples”, pode ser embaralhada para que suas letras se alinhem em uma ordem ininteligível ou cada letra possa ser substituída por outra. O jargão resultante de todo esse processo é conhecido como um “texto cifrado”.
Nos tempos da Grécia Antiga, os militares espartanos cifravam mensagens usando um dispositivo chamado “cítala”, que consistia em uma faixa fina de couro enrolada em torno de um cajado de madeira. Desenrolada, a tira apresentava uma série de caracteres aleatórios, mas se fosse envolvida em um objeto de um determinado tamanho, as letras se alinhavam de tal forma que acabavam construindo palavras. Essa técnica de embaralhamento de letras é conhecida como uma “cifra de transposição”. Curiosamente, até o antigo texto indiano Kama Sutra menciona um algoritmo alternativo, conhecido como “substituição”, ao recomendar que as mulheres aprendessem o método para manter seus registros ocultos. Para usar a substituição, o remetente deveria trocar cada letra de uma mensagem por outra. Por exemplo, um “A” poderia se tornar um “Z” e assim por diante. Para decifrar tal mensagem, o remetente e o destinatário precisariam concordar previamente sobre quais cartas serão trocadas, assim como os soldados espartanos precisavam possuir o mesmo tamanho de cítala.
O surgimento dos criptoanalistas
Por razões óbvias, o conhecimento específico necessário para reverter um texto cifrado em um texto simples deve ser mantido em segredo para garantir a segurança de uma mensagem. É por isso que decifrar um material criptografado sem a sua chave requer um grande conhecimento e uma habilidade específica nessa área. De fato, a técnica de substituição não foi quebrada durante o primeiro milênio DC, sendo decifrada apenas quando o matemático árabe al-Kindi identificou a sua principal fraqueza. Como ele fez isso? Bem, ao observar que certas letras eram usadas com mais frequência do que outras, al-Kindi foi capaz de reverter as substituições analisando quais letras apareciam mais frequentemente em um texto cifrado. Por causa disso, acredita-se que os estudiosos da Arábia se tornaram os primeiros criptoanalistas do mundo, forçando os criptógrafos a adaptar seus métodos cada vez mais.
No entanto, à medida que os métodos de criptografia avançavam, os criptoanalistas também se especializavam para decifrar enigmais cada vez mais complexos. Entre os casos mais famosos nesta batalha histórica, se destaca o esforço dos Países Aliados em tentar “quebrar” a máquina alemã “Enigma”, durante a Segunda Guerra Mundial. A máquina Enigma criptografava mensagens usando um algoritmo de substituição cuja chave extremamente complexa mudava diariamente. O seu funcionamento era tão complexo que apenas o criptoanalista Alan Turing conseguiu obter resultados satisfatórios ao criar um dispositivo chamado “bomba eletromecânica” para rastrear as mudanças nas configurações do Enigma. Este é, inclusive, um dos motivos de Alan Turing ser lembrado até hoje como um dos maiores gênios da matemática e da criptografia.
Criptografia na era da internet
Na era digital, o objetivo da criptografia permanece praticcamente o mesmo: impedir que as informações trocadas entre duas partes sejam rastreadas por um “adversário”. Curiosamente, os cientistas da computação costumam se referir às duas partes como “Alice e Bob”, entidades fictícias que foram apresentadas pela primeira vez em um artigo de 1978 que descrevia um método de criptografia digital. No artigo, Alice e Bob eram constantemente incomodados por um bisbilhoteiro chamado “Eve”, resultando em uma história que se popularizou no mundo da computação. Para entender isso melhor, imagine que todos os tipos de aplicativos empregam a criptografia para manter nossos dados seguros, incluindo números de cartão de crédito, registros médicos e criptomoedas como o Bitcoin. No entanto, foi exatamente com a popularização das redes de computadores que um novo problema surgiu: se Alice e Bob estão localizados em lados opostos do globo, como eles podem compartilhar uma chave secreta sem que Eve a pegue?
Foi a partir daí que a “criptografia de chave pública” surgiu como uma solução. Esse esquema se aproveita das funções unidirecionais, que são, basicamente, contas matemáticas fáceis de executar, mas difíceis de reverter sem informações importantes. Desse modo, Alice e Bob trocam seu texto cifrado e uma chave pública sob o olhar atento de Eve, mas cada um mantém uma chave privada para si. Ao aplicar as duas chaves privadas ao texto cifrado, a dupla consegue obter uma solução compartilhada. Enquanto isso, Eve se esforça para decifrar suas pistas esparsas, mas sem sucesso. Uma forma amplamente utilizada de criptografia de chave pública, chamada “criptografia RSA”, usa ao seu favor a natureza complicada da fatoração primária, que gira em torno de encontrar dois números primos que se multiplicam para fornecer uma solução específica. Multiplicar dois números primos não leva tempo algum, mas mesmo os computadores mais rápidos da Terra podem levar centenas de anos para reverter o processo.
Ou seja, como você pode ver, a criptografia é um assunto muito complexo, mas totalmente presente no nosso cotidiano. Por isso, esse assunto tende a ser cada vez mais discutido, principalmente se tratando de uma era onde o compartilhamento de informações digitais é cada vez mais frequente.
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