A segurança digital convencional depende de equações matemáticas para proteger dados. Quando alguém usa um cartão de crédito online, por exemplo, as informações ficam travadas dentro de um problema matemático que levaria milhares de anos para um computador moderno resolver. Se um computador suficientemente poderoso for construído, essa proteção deixa de funcionar. Para tornar os sistemas mais seguros, cresce a migração para a segurança quântica, que usa as leis imutáveis da física quântica no lugar da matemática convencional.
Agora, Prabhanjan Ananth, da UC Santa Barbara (EUA), e Amit Sahai, da UCLA (EUA), descreveram um método que torna essa proteção quântica mais rápida e eficiente. O trabalho foi publicado no servidor de pré-publicações arXiv e ainda não passou por revisão por pares.
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Como o método funciona
- O sistema se apoia no teorema da não-clonagem, regra fundamental da física quântica que estabelece ser fisicamente impossível criar uma cópia idêntica de um estado quântico desconhecido — o oposto do mundo digital convencional, no qual qualquer arquivo pode ser copiado infinitas vezes com perfeição;
- A partir desse princípio, Ananth e Sahai criaram uma forma de cifrar uma mensagem de um bit — um simples 0 ou 1 — em um texto cifrado quântico;
- Uma chave digital secreta embaralha o bit oculto ao longo de uma sequência de estados quânticos;
- Quando esses estados são medidos em conjunto, revelam o bit secreto;
- O receptor autorizado usa a mesma chave para ler os estados e obter a mensagem correta.
Por que interceptar não dá certo
O sistema foi projetado para bloquear um tipo específico de ataque em que um invasor intercepta os dados e os divide entre dois cúmplices. Pelas regras da física quântica, qualquer tentativa de dividir os dados quânticos perturba as informações, tornando impossível que ambos os cúmplices leiam o segredo.
Mesmo que os cúmplices recebam a chave secreta posteriormente, a física quântica impede que os dois recuperem a mensagem de forma confiável.
Os pesquisadores demonstraram que, conforme mais estados quânticos são usados, as chances de ambos identificarem corretamente o bit oculto se aproximam cada vez mais das probabilidades de um cara ou coroa aleatório — 50/50. Quando o resultado não supera o acaso, a criptografia cumpriu sua função.
No artigo, Ananth e Sahai afirmam que a abordagem supera limitações anteriores: “Eliminamos todas essas ressalvas, mostrando que existe uma criptografia não clonável eficiente, de uso único e segura do ponto de vista da teoria da informação.” Os autores também destacam que “o esquema é exponencialmente seguro”, já que a proteção cresce com cada estado quântico adicional utilizado.
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