Uma cifra é uma criptografia de dados ferramenta projetada para proteger informações confidenciais transformando texto simples em código ilegível. Ela garante que apenas usuários autorizados com a chave de descriptografia correta possam acessar os dados originais, fornecendo proteção robusta contra acesso não autorizado e ameaças cibernéticas.
O que é uma cifra?
Uma cifra é um método ou algoritmo usado para converter dados legíveis, conhecidos como texto simples, em um formato codificado chamado texto criptografado, garantindo que a informação se torne ilegível para pessoas não autorizadas. Este processo, conhecido como criptografia, transforma os dados em uma forma segura e ininteligível que só pode ser revertida ao seu estado original usando um chave de descriptografia conhecido apenas por partes autorizadas.
As cifras são fundamentais para a criptografia moderna, formando a espinha dorsal de comunicações seguras e sistemas de proteção de dados. Elas são amplamente empregadas para proteger informações sensíveis, seja em trânsito or em repouso, de ser interceptado ou acessado por atores maliciosos. Uma cifra normalmente envolve algoritmos matemáticos complexos que embaralham dados com base na chave de criptografia, tornando computacionalmente inviável para usuários não autorizados quebrar o código sem acesso à chave.
As cifras podem ser simétricas, onde a mesma chave é usada para criptografia e descriptografia, ou assimétricas, onde chaves diferentes são usadas para cada processo, aumentando a segurança e a funcionalidade em diferentes cenários de criptografia. Como pedra angular de cíber segurança, as cifras são usadas em várias aplicações, incluindo mensagens seguras, serviços bancários on-line e armazenamento de dados, para proteger dados pessoais, financeiros e organizacionais.
Exemplo de cifra
Um exemplo de uma cifra é a Padrão avançado de criptografia (AES). AES é um algoritmo de criptografia de chave simétrica, o que significa que a mesma chave é usada para criptografar e descriptografar dados. Foi estabelecido como o padrão de criptografia pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) em 2001 e é amplamente usado para proteger dados confidenciais em vários aplicativos, incluindo criptografia de arquivos, VPNs, e comunicações seguras.
A AES opera em tamanhos de bloco fixos de 128 pedaços e suporta comprimentos de chave de 128, 192 ou 256 bits, oferecendo um alto nível de segurança e eficiência. Devido à sua força e resistência a ataques, o AES é a escolha preferida de governos, instituições financeiras e muitas organizações em todo o mundo para garantir a confidencialidade e integridade dos seus dados.
Como funciona uma cifra?
Veja como uma cifra normalmente funciona, dividido em etapas principais:
- Entrada de texto simples. O processo começa com os dados originais e legíveis, conhecidos como texto simples, que podem ser qualquer coisa, desde uma mensagem de texto até uma lima. Esses são os dados que precisam ser criptografados.
- Geração de chaves. Uma chave criptográfica é gerada. Essa chave é essencial para criptografar e descriptografar os dados. Na criptografia simétrica, a mesma chave é usada para ambos os processos, enquanto na criptografia assimétrica, chaves diferentes são usadas para criptografia e descriptografia.
- Algoritmo de criptografia (cifra). O algoritmo de criptografia, ou cifra, pega o texto simples e a chave criptográfica como entradas. Ele aplica uma série de operações matemáticas para embaralhar o texto simples em um formato ininteligível, conhecido como texto cifrado. Essas operações podem incluir substituição, transposição ou manipulação de bits, dependendo do tipo de cifra sendo usada.
- Saída de texto cifrado. Uma vez que o algoritmo de criptografia processa o texto simples, ele produz o texto cifrado. Esta é a versão criptografada dos dados, e é ilegível sem a chave de descriptografia correta.
- Transmissão ou armazenamento. O texto cifrado é então armazenado com segurança ou transmitido por uma rede. Como os dados são criptografados, eles permanecem protegidos, mesmo se interceptados por partes não autorizadas.
- Processo de descriptografia. Quando um destinatário ou sistema autorizado precisa acessar os dados originais, o texto cifrado é alimentado no algoritmo de descriptografia, junto com a chave de descriptografia correta. Isso reverte o processo de criptografia, transformando o texto cifrado de volta em texto simples legível.
- Recuperação de texto simples. Após a descriptografia, o texto original é recuperado, permitindo que a parte autorizada acesse as informações originais em sua forma legível. A segurança de todo esse processo depende muito da força do algoritmo de criptografia e do sigilo da chave criptográfica.
Tipos de cifras
Cifras são algoritmos usados para criptografar e descriptografar dados, desempenhando um papel crucial na proteção de informações confidenciais. Existem dois tipos principais de cifras, cada um com características e usos distintos. Aqui está uma análise dos principais tipos de cifras:
- Cifra de substituição. Uma cifra de substituição funciona substituindo cada elemento do texto simples (por exemplo, uma letra ou bit) por outro elemento de acordo com um sistema específico. A forma mais simples disso é a Cifra de César, onde cada letra da mensagem é deslocada por um número fixo de posições no alfabeto.
- Cifra de transposição. Em uma cifra de transposição, as posições dos elementos no texto simples são rearranjadas de acordo com um sistema definido. Diferentemente das cifras de substituição, os valores reais do texto simples não são alterados, apenas suas posições.
- Cifra de fluxo. Uma cifra de fluxo criptografa os dados um bit ou byte de cada vez, geralmente combinando o texto simples com um fluxo pseudoaleatório de dados (keystream). É bem adequado para aplicações onde os dados precisam ser criptografados em tempo real, como a criptografia de tráfego de rede.
- Cifra de bloco. Uma cifra de bloco criptografa dados em blocos de tamanho fixo (por exemplo, blocos de 128 bits), onde cada bloco de texto simples é criptografado de forma independente. Elas são comumente usadas na criptografia de grandes quantidades de dados, como na criptografia de arquivos ou em protocolos de comunicação seguros.
- Cifra simétrica. Cifras simétricas usam a mesma chave para criptografia e descriptografia. A chave deve ser mantida em segredo e compartilhada entre as partes comunicantes.
- Cifra assimétrica. Cifras assimétricas, também conhecidas como criptografia de chave pública, usam um par de chaves: uma para criptografia (chave pública) e uma para descriptografia (chave privada). Isso permite comunicação segura sem a necessidade de compartilhar uma chave secreta.
- Cifra polialfabética. Uma cifra polialfabética usa vários alfabetos de substituição para criptografar os dados, tornando-a mais resistente à análise de frequência do que as cifras de substituição simples. A cifra polialfabética mais famosa é a Cifra de Vigenère.
Casos de uso de cifras
Cifras são essenciais para proteger comunicações digitais e dados sensíveis em vários setores. Sua capacidade de criptografar e descriptografar informações garante privacidade, integridade de dados e conformidade com regulamentações de segurança. Aqui estão alguns casos de uso comuns para cifras:
- Comunicações seguras. Cifras são usadas para proteger comunicações, como e-mails, aplicativos de mensagens e chamadas telefônicas. A criptografia garante que apenas o destinatário pretendido possa ler a mensagem, protegendo-a da interceptação por partes não autorizadas. Protocolos como SSL / TLS, usados na navegação segura na web, também contam com cifras de criptografia para proteger os dados transmitidos pela internet.
- Proteção de armazenamento de dados. As cifras criptografam dados armazenados em dispositivos, bases de dadosou cloud servers para evitar acesso não autorizado. Isso é especialmente importante para informações confidenciais, como registros financeiros, detalhes pessoais ou dados comerciais confidenciais. Soluções como criptografia de disco (por exemplo, BitLocker, FileVault) e cloud A criptografia usa cifras para proteger dados em repouso.
- Redes privadas virtuais (VPNs). As VPNs usam cifras para criar túneis seguros entre o dispositivo de um usuário e um dispositivo remoto server. Ao criptografar todos os dados que passam pelo túnel, as VPNs garantem que informações como histórico de navegação, localização e transações on-line confidenciais sejam mantidas privadas e protegidas contra vigilância ou ataques de terceiros.
- Autenticação e segurança de senha. As cifras desempenham um papel crucial na proteção senhas. Quando os usuários criam contas, suas senhas são criptografadas usando Hashing algoritmos (um tipo de cifra) e armazenados em bancos de dados. Mesmo se o banco de dados for comprometido, as senhas reais permanecem protegidas, pois não podem ser facilmente revertidas sem a chave de descriptografia ou poder computacional significativo.
- Aplicativos móveis e bancários. Aplicativos móveis, especialmente no setor financeiro, dependem muito de cifras de criptografia para proteger dados sensíveis como transações, detalhes de contas e informações pessoais. Aplicativos bancários, processadores de pagamento e carteiras eletrônicas usam criptografia para proteger dados de serem expostos durante transações, garantindo a confiança dos usuários em suas operações financeiras.
- Sites seguros (HTTPS). Os sites que usam protocolos HTTPS empregam cifras de criptografia para proteger os dados trocados entre os usuários navegador e os votos de web server. Isso protege informações confidenciais, como credenciais de login, detalhes de pagamento e dados pessoais, de serem interceptadas por invasores durante transações online.
- Criptografia ponta a ponta (E2EE). O E2EE garante que apenas o remetente e o destinatário pretendido possam ler as mensagens trocadas. Plataformas de mensagens como WhatsApp e Signal usam o E2EE, confiando em cifras de criptografia para impedir que terceiros, incluindo o provedor da plataforma, acessem o conteúdo da comunicação.
