Encriptação simétrica, encriptação assimétrica e hashing

As pessoas dizem muitas vezes "está encriptado" como se isso resolvesse uma questão de segurança. Não resolve, porque a encriptação não é uma coisa só. Esta lição aborda os três blocos de construção por trás de quase todas as afirmações de proteção digital: encriptação simétrica, encriptação assimétrica e hashing. Cada uma garante algo diferente, e saber qual está em jogo diz-lhe o que está realmente a ser protegido.

Encriptação simétrica: uma chave partilhada

O Centro de Aprendizagem da Cloudflare descreve a encriptação simétrica de forma simples: "há apenas uma chave, e todas as partes que comunicam usam a mesma chave (secreta) tanto para encriptar como para desencriptar." O Advanced Encryption Standard (AES) é hoje o exemplo padrão, tendo substituído o mais antigo Data Encryption Standard (DES) depois de o comprimento curto da chave do DES o ter tornado quebrável por força bruta. A encriptação simétrica é rápida e é o que de facto embaralha a maior parte dos seus dados, seja um ficheiro em disco ou o corpo de uma página web carregada por HTTPS. O seu problema central é a distribuição: ambos os lados precisam da mesma chave secreta, e fazer chegar essa chave à outra parte sem que mais ninguém a veja é exatamente o problema que a encriptação assimétrica resolve.

Encriptação assimétrica: duas chaves que funcionam como um par

Na encriptação assimétrica, ou de chave pública, há duas chaves ligadas matematicamente: "uma chave é usada para encriptar, e uma chave diferente é usada para desencriptar", segundo a Cloudflare. A chave de encriptação pode ser publicada para qualquer pessoa — daí "chave pública" — enquanto a chave de desencriptação correspondente permanece privada. Os dados fechados com a chave pública só podem ser abertos com a chave privada. É isto que permite que duas pessoas que nunca se conheceram cheguem a acordo sobre um segredo partilhado através de uma rede aberta, o que é exatamente o que acontece no início de cada ligação HTTPS (a próxima lição aborda este cumprimento em detalhe). O RSA e a criptografia de curva elítica são hoje os algoritmos comuns por trás disto.

Hashing: uma impressão digital, não uma fechadura

Uma função de hash não é nenhuma das anteriores: não fecha nada, e não há chave para a abrir. O NIST define-a como uma função que "transforma uma cadeia de bits de comprimento arbitrário numa cadeia de bits de comprimento fixo" — em termos simples, transforma qualquer ficheiro ou mensagem numa impressão digital curta e de tamanho fixo. O NIST especifica as propriedades que uma função de hash aprovada tem de ter: tem de ser computacionalmente inviável encontrar uma entrada que produza uma determinada saída (unidirecional), e inviável encontrar duas entradas diferentes que produzam a mesma saída (resistência a colisões). É por isso que o hashing verifica a integridade — este ficheiro mudou? — e protege as palavras-passe guardadas: um serviço pode verificar uma palavra-passe contra o seu hash guardado sem alguma vez manter a palavra-passe real. Funções de hash mais antigas, como o MD5 e o SHA-1, já não são consideradas seguras contra um atacante determinado, e é por isso que os sistemas modernos usam antes as famílias SHA-2 ou SHA-3.

O que cada uma realmente garante

Como se combinam na prática

Quase nada usa apenas uma destas. Uma ligação segura típica usa a encriptação assimétrica brevemente, para chegar a acordo sobre um segredo partilhado, e depois muda para a encriptação simétrica rápida para os dados propriamente ditos, enquanto o hashing corre ao longo de todo o processo para garantir que nada do que foi enviado foi alterado pelo caminho. Reconhecer estes três papéis é o que faz o resto deste curso — assinaturas, certificados, TLS e encriptação de ponta a ponta — fazer sentido como combinações do mesmo pequeno conjunto de ferramentas, em vez de magia separada.