Criptografia: Desde a cifra de César até à tecnologia blockchain – guia completo de segurança digital

Será que realmente compreende como os seus dados estão protegidos?

Todos os dias envia mensagens, realiza transações, armazena ficheiros. Tudo isto é possível graças à tecnologia invisível – criptografia. Esta ciência de encriptação não é nova; tem milhares de anos de história. Desde os antigos cifrados de César até aos algoritmos modernos que protegem a blockchain, criptografia evolui juntamente com as nossas necessidades.

Sabia que sem criptografia o comércio eletrónico, os comunicadores seguros e plataformas financeiras (incluindo bolsas de criptomoedas) não poderiam existir? Este guia explica como funciona esta ciência extraordinária, onde é aplicada hoje e por que deve ser uma preocupação sua.

Criptografia na prática – está em todo o lado à sua volta

Onde encontra criptografia no dia a dia?

Antes de aprofundar na história e na teoria, olhe para aplicações reais:

Sites seguros (HTTPS/TLS): O ícone de um cadeado no navegador indica que a sua ligação ao site está protegida. O protocolo TLS encripta tudo – desde os logins até aos dados do cartão de crédito – entre o seu dispositivo e o servidor. Esta abordagem em camadas: primeiro, a criptografia assimétrica estabelece uma ligação segura, depois, um algoritmo simétrico rápido (como AES) assume a encriptação dos dados.

Aplicações de mensagens com encriptação de ponta a ponta: Signal, WhatsApp e outros garantem que só você e o destinatário veem o conteúdo. O servidor do fornecedor? Não tem acesso. Isto acontece graças à combinação de algoritmos assimétricos e simétricos, que primeiro estabelecem uma chave secreta comum, e depois encriptam cada mensagem.

Segurança bancária e cartões de crédito: O chip na sua carta (EMV) realiza operações criptográficas para autenticar você no terminal. Cada transação passa por uma proteção criptográfica em várias camadas – desde a autorização até ao registo no sistema bancário.

Plataformas de negociação de ativos digitais: As bolsas de criptomoedas usam criptografia para proteger as carteiras dos utilizadores, assinar transações e confirmar propriedade. A blockchain em si é uma obra-prima da criptografia – cada bloco contém a função de hash (hash) do bloco anterior, formando uma cadeia inviolável.

Email com assinatura eletrónica: As normas PGP e S/MIME permitem assinar um email. O destinatário pode verificar que foi você quem enviou e que ninguém alterou a mensagem pelo caminho.

Redes sem fios: WPA2 e WPA3 protegem a sua rede Wi-Fi contra acessos não autorizados usando algoritmos criptográficos.

O que exatamente é a criptografia?

Definição e objetivo

Criptografia (do grego: κρυπτός – oculto, γράφω – escrever) não é apenas encriptação. É um conjunto de métodos que garantem quatro objetivos principais:

1. Confidencialidade: Apenas pessoas autorizadas podem ler a sua mensagem. Informação encriptada é inútil para terceiros.

2. Integridade dos dados: Garantia de que os dados não foram alterados ao longo do caminho (nem por acidente, nem intencionalmente). Uma pequena alteração no texto provocará uma mudança em todo o hash (hash).

3. Autenticação: Confirmação de que a mensagem provém da pessoa que você acredita ser o remetente. A assinatura eletrónica é um exemplo.

4. Não repúdio: O remetente não pode posteriormente negar que enviou a mensagem ou realizou a transação. Na blockchain, isto é fundamental – cada transação é assinada digitalmente.

Encriptação vs. criptografia – qual é a diferença?

As pessoas confundem estes termos, mas têm significados diferentes:

• Encriptação é um processo: pega texto claro, aplica um algoritmo e uma chave, e obtém um texto cifrado. A desencriptação é o processo inverso.
• Criptografia é toda a disciplina científica: algoritmos, análise, protocolos (como TLS), gestão de chaves, funções de hash e assinaturas digitais.

A encriptação é uma ferramenta da criptografia, mas não toda a área.

História da criptografia – desde a antiguidade até à era digital

Cifras do passado

O desejo de esconder informações remonta aos tempos antigos. Aqui estão alguns exemplos:

Antigo Egito (cerca de 1900 a.C.): Utilizavam hieróglifos não convencionais – formas de “criptografia estética”.

Antiga Esparta (V século a.C.): Inventaram a skytale – um bastão de diâmetro definido. Uma fita de pergaminho era enrolada ao seu redor, e a mensagem era escrita ao longo do bastão. Uma fita desenvolvida continha caos de letras – ilegível para quem não tinha o mesmo diâmetro do bastão.

Cifra de César (I século a.C.): Cada letra era deslocada por um número fixo de posições no alfabeto. Se o deslocamento fosse 3, a letra “A" tornava-se “D". Simples, mas eficaz para a época. Hoje, força bruta – tentar todas as 32 possíveis deslocações do alfabeto russo – quebra-a em segundos.

Cifra de Vigenère (XVI século): Cifra polialfabética que usa uma palavra-chave para determinar o deslocamento em cada etapa do texto. Durante 300 anos foi considerada “o cifra indestrutível" (sifra invencível), até que Charles Babbage e Friedrich Kasiski desenvolveram análise de frequência.

Período mecânico e Segunda Guerra Mundial

Enigma: Os alemães criaram a máquina de cifragem Enigma – um dispositivo eletromecânico com rotores e refletor, que gerava uma cifra polialfabética complexa, mudando a cada letra. Os matemáticos polacos (incluindo Alan Turing em Bletchley Park) quebraram a Enigma – um feito que acelerou o fim da guerra.

Máquina Púrpura: Os japoneses usaram uma máquina própria de cifragem, também quebrada pelos cryptologistas americanos.

Era digital – revolução dos algoritmos

1949: Claude Shannon publica “Communication Theory of Secrecy Systems" – fundamentos teóricos da criptografia moderna.

Década de 70: Surge o DES (Data Encryption Standard) – o primeiro padrão de encriptação simétrica amplamente aceite. Baseado em chaves de 56 bits, hoje considerado obsoleto.

1976: Whitfield Diffie e Martin Hellman propõem uma ideia revolucionária – criptografia assimétrica (sistema de chaves públicas). Resolve o problema da troca segura de chaves.

Logo aparece o RSA: Algoritmo de Rivest, Shamir e Adleman. Baseia-se na dificuldade de fatorar grandes números primos – um problema que computadores clássicos resolvem ao longo de anos. Ainda hoje, RSA é amplamente utilizado.

1980-2000: Desenvolvimento do ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) – mais eficiente que RSA. Este algoritmo protege assinaturas na blockchain, incluindo o bitcoin.

2001: Novo padrão AES (Advanced Encryption Standard) substitui o DES. AES com chaves de 128, 192 ou 256 bits é considerado seguro atualmente.

Principais tipos de criptografia – simétrica vs. assimétrica

Criptografia simétrica (sistema de encriptação com chave secreta)

A mesma chave encripta e desencripta os dados.

Analogia: Uma fechadura comum. Quem tem a chave pode trancá-la e abri-la.

Vantagens:

• Rápida – ideal para encriptar grandes volumes de dados (filmes, bases de dados, discos inteiros).
• Menor consumo de recursos computacionais.

Desvantagens:

• Problema de distribuição da chave. Se a chave for interceptada, toda a segurança falha.
• Cada par de comunicantes precisa de uma chave única.

Exemplos de algoritmos: AES, Blowfish, GOST 28147-89 (padrão russo).

Criptografia assimétrica (sistema de encriptação com chave pública)

Dois chaves relacionadas matematicamente: pública (disponível para todos) e privada (mantida em segredo).

Analogia: Caixinha de correio. Qualquer pessoa pode colocar uma carta (criptografada com a chave pública), mas só o proprietário com a sua chave privada pode retirá-la e lê-la.

Vantagens:

• Resolve o problema da troca de chaves – comunicação segura sem acordo prévio.
• Permite assinaturas digitais – confirmação de autoria.
• Base de protocolos seguros (TLS, HTTPS).

Desvantagens:

• Muito mais lenta que a simétrica – exige mais recursos computacionais.
• Não é adequada para encriptar grandes volumes de dados diretamente.

Exemplos de algoritmos: RSA, ECC (Criptografia de Curva Elíptica – mais eficiente), ECDSA.

Abordagem híbrida – o melhor dos dois mundos

Na prática (HTTPS, TLS) combina ambos:

1. A criptografia assimétrica estabelece um canal seguro e troca a chave secreta.
2. A criptografia simétrica (AES) assume a encriptação dos dados principais.

Resultado: velocidade + segurança.

Funções de hash – impressões digitais digitais

Função de hash (hash) é um algoritmo que transforma dados de entrada de qualquer tamanho numa saída de comprimento fixo (por exemplo, 256 bits).

Propriedades:

• Unidirecionalidade: Impossível recuperar os dados originais a partir do hash.
• Determinismo: Os mesmos dados sempre geram o mesmo hash.
• Efeito avalanche: A menor alteração na entrada muda todo o hash – até um ponto final muda o resultado completamente.
• Resistência a colisões: Praticamente impossível encontrar dois conjuntos de dados diferentes com o mesmo hash.

Usos:

• Verificação de integridade (baixou um ficheiro – compare o seu hash com o publicado).
• Armazenamento de passwords (servidores não guardam as passwords, apenas os seus hashes).
• Blockchain (cada bloco contém o hash do anterior, formando uma cadeia imutável).
• Assinaturas digitais (o hash do documento é assinado, não o documento inteiro).

Exemplos de algoritmos: SHA-256 (amplamente utilizado), SHA-512, SHA-3, GOST R 34.11-2012 (“Streebog” – padrão russo).

Criptografia em blockchains e ativos digitais

Para os utilizadores de bolsas de criptomoedas, isto é especialmente importante.

A blockchain baseia-se na criptografia em três níveis:

1. Endereço da carteira: Gerado a partir da chave pública usando uma função de hash. Apenas o detentor da chave privada pode autorizar transações.

2. Assinatura da transação: Cada transação é assinada com a chave privada do proprietário. A rede de criptomoedas pode verificar a autenticidade sem revelar a chave privada.

3. Cadeia de blocos: Cada bloco contém o hash do anterior. Alterar um único caractere no bloco antigo invalida imediatamente todos os blocos seguintes – isto é fundamental para a segurança.

Por isso dizemos que blockchain é “imutável” – a criptografia garante isso.

Ameaças futuras – computadores quânticos

A aparição de computadores quânticos poderosos ameaça a maioria dos algoritmos assimétricos atuais (RSA, ECC). O algoritmo de Shor num computador quântico poderia quebrá-los em tempo razoável.

Resposta: Criptografia pós-quântica

Os cientistas estão a desenvolver algoritmos resistentes a ataques de computadores clássicos e quânticos. Baseiam-se em problemas matemáticos diferentes – redes, códigos, funções de hash.

O NIST está a conduzir ativamente um concurso para padronizar a criptografia pós-quântica. Em alguns anos, podemos esperar novos padrões.

Criptografia na prática empresarial

Para plataformas financeiras e bolsas de criptomoedas

A segurança dos utilizadores é prioridade. As plataformas devem aplicar:

• Encriptação de ponta a ponta na comunicação entre utilizador e servidor.
• Assinaturas digitais em múltiplas camadas para autorização de transações.
• Funções de hash para verificar a integridade dos dados.
• Gestão avançada de chaves – armazenamento seguro de chaves privadas em cofres criptografados (cold storage, carteiras de hardware).

Para sistemas corporativos

Circulação eletrónica de documentos (EDF): Os documentos são assinados eletronicamente. A assinatura digital confirma a autenticidade e integridade.

Encriptação de bases de dados: Dados confidenciais são encriptados tanto em repouso como em transmissão.

VPN para trabalhadores remotos: A encriptação do tráfego de internet garante segurança em redes públicas.

Normas nacionais – o papel do GOST na Rússia

A Rússia tem os seus próprios padrões de criptografia, obrigatórios para sistemas governamentais e trabalho com segredos de Estado:

• GOST R 34.12-2015: Encriptação simétrica (Kuznechik, Magma).
• GOST R 34.10-2012: Assinaturas digitais em curvas elípticas.
• GOST R 34.11-2012: Função de hash Streebog.

Órgãos reguladores (FSB, FSTEC) licenciam e certificam ferramentas criptográficas.

Carreira em criptografia e segurança cibernética

Quando os especialistas são necessários?

A procura por peritos em criptografia não diminui. Os cargos incluem:

Investigador de criptografia (: Desenvolve novos algoritmos, analisa a sua resistência. Requer conhecimentos profundos de matemática )teoria dos números, álgebra, teoria da complexidade(.

Engenheiro de segurança da informação: Implementa ferramentas criptográficas na prática – sistemas de encriptação, PKI )Infraestrutura de Chaves Públicas(, gestão de chaves.

Pentester: Procura vulnerabilidades nos sistemas, incluindo uso incorreto de criptografia.

Programador de segurança: Conhece criptografia e sabe usar corretamente bibliotecas criptográficas.

) Competências essenciais

• Matemática ###teoria dos números, álgebra(.
• Programação )Python, C++, Java(.
• Redes de computadores.
• Pensamento analítico.
• Aprendizagem contínua )a área evolui rapidamente(.

) Onde estudar?

MIT, Stanford, ETH Zurique e outras universidades de topo têm programas fortes. Plataformas online ###Coursera, Udacity( oferecem cursos para iniciantes.

Resumo – a criptografia é sua aliada

Criptografia não é matemática abstrata – é a base da segurança digital, que sustenta tudo: do HTTPS à blockchain, das assinaturas eletrónicas à segurança bancária.

A sua história mostra uma evolução – do antigo cifrador de César até aos algoritmos modernos que protegem bilhões de transações diárias.

Compreender os fundamentos da criptografia é importante para todos que usam a internet. Ainda mais para utilizadores de plataformas de negociação de ativos digitais.

O futuro traz desafios )computadores quânticos( e soluções )criptografia pós-quântica(. Esta área dinâmica continuará a moldar o nosso futuro digital seguro.

Lembre-se: a criptografia protege o que é mais importante para si. Cuide dos seus dados, escolha plataformas confiáveis e use passwords fortes. A segurança digital é um investimento no seu futuro.