Criptografia quântica: Como funciona o sistema de encriptação

A criptografia quântica abre novas e fascinantes perspectivas para a comunicação segura e a proteção abrangente de dados sensíveis num mundo cada vez mais ligado em rede

Os princípios básicos da criptografia quântica

A criptografia quântica é um campo inovador baseado nos princípios da mecânica quântica e promete levar a segurança criptográfica a um novo nível. Ao contrário das técnicas de encriptação tradicionais, a criptografia quântica utiliza as propriedades únicas das partículas quânticas para proteger e transmitir informações.

• Uma das técnicas fundamentais da criptografia quântica é a distribuição de chaves quânticas (QKD). A QKD permite que duas partes criem uma chave secreta que é utilizada para encriptar e desencriptar mensagens.
• Um exemplo proeminente é o protocolo BB84, que foi desenvolvido por Charles Bennett e Gilles Brassard em 1984. Este protocolo utiliza fotões em diferentes polarizações para transmitir os bits da chave. Devido à mecânica quântica, é impossível para um espião (Eve) medir a chave sem interferir com a transmissão e, assim, ser detectado.
• Um conceito essencial na criptografia quântica é o emaranhamento quântico. No emaranhamento, duas ou mais partículas são levadas a um estado em que permanecem ligadas mesmo a grandes distâncias. Qualquer medição numa das partículas influencia imediatamente o estado da outra, resultando na transmissão segura de informação.

Desafios e perspectivas futuras da criptografia quântica

Com o rápido desenvolvimento da computação quântica, estamos a enfrentar novos desafios e oportunidades na criptografia.

• Os computadores quânticos baseados nas leis da mecânica quântica têm o potencial de quebrar muitos dos actuais sistemas de encriptação. Em particular, o algoritmo de Shor, que permite obter factores primos de forma eficiente em computadores quânticos, pode pôr em risco sistemas de encriptação clássicos como o RSA.
• O algoritmo de Grover, outro algoritmo mecânico quântico, pode reduzir para metade a segurança dos métodos de encriptação simétrica.
•  Para combater esta ameaça, os investigadores estão a desenvolver criptografia pós-quântica. Estes novos métodos criptográficos deverão manter-se seguros mesmo quando estiverem disponíveis computadores quânticos potentes. Ao mesmo tempo, a criptografia quântica continua a ganhar importância, uma vez que, teoricamente, oferece uma segurança incondicional garantida pelos princípios da mecânica quântica.
•  Um aspeto importante da realização prática da criptografia quântica são os protocolos de Distribuição de Chaves Quânticas (QKD). Estes protocolos estão constantemente a ser desenvolvidos para melhorar tanto a segurança como a eficiência. Para além do protocolo BB84, existe atualmente um grande número de outros protocolos QKD que se baseiam em princípios físicos diferentes e oferecem vantagens especiais.