Computadores quânticos são o futuro da criptografia

O futuro da criptografia está cada vez mais próximo, e ele é quântico. Um pesquisador da Amazon uniu dois processadores quânticos do Amazon Web Services (AWS) para poder gerar números de uma forma realmente aleatória, servindo como um reforço para a criação de cifras mais difíceis de serem decifradas.

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A criptografia é um conjunto de técnicas pensadas para proteger uma informação de modo que apenas o emissor e o receptor dos dados possam compreendê-los. A constante busca por formas de melhor defender a privacidade pessoal e de empresas faz com que pesquisas sobre como gerar cifras mais difíceis de serem decifradas ocorra sempre.

Já computadores quânticos são máquinas que utilizam propriedades da mecânica quântica — uma ramificação da Física — em seu desenvolvimento, apresentando diferenças com os computadores comuns, que usam a arquitetura de Von Neumann, método que distingue quais são os elementos de processamento do aparelho e quais são responsáveis por armazenar dados.

No computador quântico, esses componentes são diferenciados de formas diferentes, tornando a máquina capaz de processar tarefas mais complexas, como modelos avançados de inteligência artificial.

O experimento dos números gerados aleatoriamente

Mario Berta, pesquisador da Amazon, juntou dois processadores quânticos, o Rigetti e o IonQ, disponível nos serviços de computação quântica na nuvem do AWS, e com isso conseguiu criar um gerador de números aleatórios (RNG, na sigla em inglês) que consegue atribuir valores randômicos em maior velocidade do que um gerador de números aleatórios feito em supercomputadores comuns.

Além da velocidade maior na criação de cifras, o método para geração de números feito com computadores não quânticos ainda deixa certas vulnerabilidades, já que a aleatoriedade dele é parcial. Basicamente, processadores e osciladores usados para a criação de uma chave criptográfica nas máquinas atuais podem ter seu funcionamento previsto por máquinas com grande poder computacional.

Já no RNG feito em computadores quânticos, esse problema não existe, já que a própria natureza do processamento desse tipo de máquinas já é aleatório, tornando a previsão de algum código mais difícil. O método usado pelo pesquisador da Amazon envolveu a criação de duas sequências de números aleatórias consideradas “fracas” para criptografia pelos processadores quânticos, e logo depois passar as duas cadeias por um “extrator de aleatoriedade”, que combina múltiplos fragmentos de dados em uma sequência única de saída, beirando a perfeição da aleatoriedade.

Mesmo que o processo consiga criar sequências mais efetivas, o problema, pelo menos nessa fase inicial, é outro. As condições necessárias para o pleno funcionamento de um computador quântico são extremamente específicas. O local onde os computadores estão localizados não devem ter quase nenhuma pressão atmosférica, uma temperatura ambiente próxima ao zero absoluto (-273 ° C) e isolamento do campo magnético da Terra para impedir que os átomos se movam, colidam ou interajam com o espaço.

Na prática, essas condições já são alcançáveis, mas não de uma forma permanente - fazendo com que em certos momentos as operações do computador possa ser modificadas por alterações no meio, fazendo com que a variação da geração de números seja perdida.

Porém, independente do real uso agora, Berta acredita que no futuro a geração de números aleatórios em computadores quânticas será mais usada, principalmente quanto mais conhecido forem as falhas dos métodos atuais.

Fonte: ZDNET