Como esclarecer os fatos sobre a computação quântica e a criptografia RSA

Este blog foi publicado pela primeira vez em 2024 e foi atualizado.

Os computadores quânticos podem quebrar a criptografia RSA? Não, pelo menos não em termos práticos e no mundo real, no momento. A computação quântica representa, de fato, um risco futuro para a criptografia de chave pública, mas as alegações de que os computadores quânticos atuais são capazes de quebrar a criptografia RSA moderna precisam ser contextualizadas.

Em primeiro lugar, é importante esclarecer que a criptografia RSA é um padrão criptográfico público, e não um produto da RSA Security. O algoritmo está associado aos nossos fundadores e tem o mesmo nome da nossa empresa, mas trata-se de um padrão público (FIPS 186-5) e não é de propriedade da RSA Security ou afiliada a ela.

Como a criptografia RSA ajuda a proteger as comunicações digitais na internet, o risco quântico merece um planejamento cuidadoso. No entanto, os responsáveis pela segurança também precisam manter o foco nos riscos atuais, incluindo roubo de credenciais, cobertura insuficiente de autenticação multifatorial (MFA), engenharia social, acesso não gerenciado e a crescente ameaça representada pela IA.

A criptografia RSA é um método de criptografia de chave pública utilizado para ajudar a proteger as comunicações digitais. RSA é a sigla para Rivest, Shamir e Adleman, os três pesquisadores que introduziram o algoritmo em 1977.

O algoritmo RSA utiliza uma chave pública para criptografar informações ou verificar uma assinatura digital, e uma chave privada para descriptografar informações ou criar essa assinatura. Esse modelo permite que dois sistemas estabeleçam confiança sem precisar compartilhar previamente uma chave secreta.

Isso torna a criptografia RSA importante para conexões seguras na web, certificados digitais, protocolos de autenticação, assinaturas de software e outras funções de segurança cibernética que dependem de uma comunicação confiável.

Os computadores quânticos poderiam, no futuro, representar uma ameaça a alguns sistemas de criptografia de chave pública amplamente utilizados, incluindo a criptografia RSA. Mas isso não significa que os computadores quânticos atuais sejam capazes de quebrar a criptografia RSA moderna em ambientes práticos de segurança cibernética.

A origem de muitas preocupações recentes é um artigo publicado em maio de 2024 por pesquisadores da Universidade de Xangai, que demonstra um método para fatorar números inteiros de até 50 bits de comprimento, utilizando uma combinação inovadora de algoritmos e técnicas quânticas e clássicas. Como a criptografia RSA se baseia, em parte, na dificuldade computacional de fatorar grandes números primos, alguns especularam que essas técnicas poderiam ser extrapoladas para, eventualmente, quebrar o algoritmo.

Após algumas manchetes alarmistas iniciais sobre a notícia, alguns veículos de comunicação corrigiram a informação. Em Forbes, Craig Smith escreveu que o processo delineado pela Universidade de Xangai "representa etapas incrementais em vez de um avanço de mudança de paradigma que torna obsoletos os padrões criptográficos atuais". Em O Quantum InsiderMatt Swayne observou que, embora o processo "represente um marco técnico, ele está muito longe de quebrar os algoritmos de criptografia altamente seguros comumente usados em sistemas militares e financeiros atualmente".

Essa distinção é importante. O avanço na pesquisa é importante, mas calcular um pequeno número inteiro em um ambiente acadêmico não é a mesma coisa que quebrar a criptografia RSA de 2.048 bits usada em sistemas do mundo real.

O problema com as alegações descritas acima é que fatorar um inteiro de 50 bits está muito longe de ser o mesmo que quebrar a criptografia de 2048 bits usada nas implementações modernas do algoritmo RSA. Mas apenas qual a distância é difícil de ser compreendido pelo cérebro humano, pois a força da criptografia aumenta exponencialmente com o comprimento da chave.

Para fins ilustrativos, imagine uma mala com uma fechadura de três dígitos e 1.000 combinações possíveis. Adicione apenas mais um botão e a complexidade aumenta dez vezes a 10.000 combinações. Agora imagine uma maleta com 2.048 mostradores. Mesmo com bits binários, o número se torna tão grande que os métodos demonstrados neste artigo levariam muitas vezes a idade do nosso universo para encontrar uma solução. Os agentes de ameaças tendem a ter prazos mais curtos.

Esse crescimento exponencial é o motivo pelo qual a criptografia de 2.048 bits não pode ser comparada diretamente a uma demonstração de fatoração de 50 bits. A pesquisa pode mostrar que as técnicas quânticas e clássicas estão avançando, mas não demonstra que a criptografia RSA atual tenha sido quebrada.

Embora o campo continue a apresentar avanços constantes, é importante observar que a computação quântica ainda é limitada por grandes desafios de engenharia e enfrenta muitos desafios técnicos complexos antes que a aplicação prática da tecnologia seja possível. Pesquisadores estimaram que quebrar uma única chave RSA de 2.048 bits exigiria um computador quântico de grande escala e tolerante a falhas, com milhões de qubits físicos. Os sistemas quânticos atuais estão longe desse nível de capacidade criptográfica prática. 

Além disso, os métodos mais recentes documentados pelos pesquisadores da Universidade de Xangai envolvem uma combinação de técnicas quânticas e técnicas clássicas de computação. Até que essa dependência das técnicas clássicas seja eliminada, esse método atingirá seus limites físicos muito antes de poder ser dimensionado para 2048 bits.

Para os líderes de segurança, a conclusão é clara: vale a pena se preparar para a computação quântica, mas ela não deve ser tratada como uma crise imediata. Os computadores quânticos disponíveis atualmente não possuem a capacidade criptográfica prática necessária para quebrar a criptografia RSA de 2.048 bits em aplicações reais.

Embora a computação quântica possa não representar uma ameaça no curto prazo, as organizações não devem ignorá-la. O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) solicitou pela primeira vez ao público sugestões de estratégias para criar padrões de criptografia pós-quântica em 2016 e finalizou suas três primeiras normas de criptografia pós-quântica em 2024: FIPS 203, FIPS 204, e FIPS 205. O NIST também continua trabalhando em outras normas pós-quânticas, incluindo a FIPS 206.

Esse é o modelo correto a ser seguido pelas organizações: preparar-se de forma deliberada, sem tratar a computação quântica como uma crise imediata. As equipes de segurança devem acompanhar as orientações do NIST, identificar onde existe criptografia vulnerável à computação quântica em seus ambientes e planejar a futura migração para a criptografia pós-quântica.

Enquanto isso, o NIST também afirmou que as chaves RSA de 2.048 bits devem continuar a oferecer proteção suficiente pelo menos até 2030. As organizações devem continuar seguindo as melhores práticas em relação ao comprimento das chaves e à rotação das chaves para manter a segurança de sua criptografia.

Além disso, o algoritmo RSA já oferece uma solução integrada por meio de comprimentos de chave ampliados. Embora as chaves de 2.048 bits sejam comumente utilizadas atualmente, os navegadores modernos já oferecem suporte a chaves maiores, de 4.096 bits, caso seja necessário.

Para a maioria das organizações, os próximos passos práticos são claros:

• Faça um inventário dos casos em que a criptografia de chave pública é utilizada em aplicativos, infraestrutura, serviços em nuvem, certificados e sistemas de terceiros.
• Acompanhe as normas de criptografia pós-quântica do NIST e as orientações de migração fornecidas pelos fornecedores.
• Manter práticas sólidas de gerenciamento de chaves, rotação e ciclo de vida dos certificados.
• Evite adotar precipitadamente alterações criptográficas não testadas sem um modelo de risco claro.
• Priorize os controles de segurança que reduzem os riscos atuais, especialmente os ataques baseados em identidade.

A computação quântica merece atenção a longo prazo, mas a maioria das organizações enfrenta riscos mais imediatos à segurança cibernética decorrentes de ataques baseados em identidade. Os cibercriminosos não precisam de computadores quânticos para comprometer usuários, contornar controles fracos ou explorar acessos não gerenciados.

Mudança no setor de saúde foi comprometida por credenciais roubadas e não possuía MFA ativado em algumas de suas contas. Aranha dispersa convenceram a equipe de help desk de TI a desativar ou redefinir as credenciais de MFA para lançar um ataque de ransomware. E Colonial Pipeline foi violada, em parte devido a um conta de VPN órfã.

A computação quântica exige financiamento e recursos maciços. Essas violações de dados não exigiram isso. Em vez disso, elas se basearam em explorações clássicas, como engenharia social, autenticação baseada em senha e organizações que não controlam quem tem acesso a quê. Esses são os riscos que exigem atenção e ação das organizações, não a computação quântica.

É por isso que a segurança de identidade continua sendo fundamental para a segurança cibernética das empresas. MFA robusto, a autenticação sem senha, a governança de acesso, os controles de ciclo de vida e o IAM de confiança zero ajudam as organizações a reduzir os riscos que os invasores estão explorando ativamente atualmente.

A criptografia ajuda a proteger a confiança digital. A segurança de identidade ajuda a determinar quem tem acesso, em que condições e se esse acesso continua sendo adequado ao longo do tempo. As organizações precisam de ambas, mas é na área de identidade que muitos invasores estão obtendo sucesso atualmente.

A computação quântica pode, no futuro, mudar a forma como as organizações protegem as comunicações criptografadas, as assinaturas digitais e outros sistemas criptográficos. É por isso que os responsáveis pela segurança devem seguir os padrões de criptografia pós-quântica e começar a planejar a migração a longo prazo.

Mas não há motivo para se preocupar prematuramente. A criptografia RSA ainda não foi quebrada pelos computadores quânticos atuais, e os riscos mais urgentes à segurança cibernética já estão aqui. As organizações devem se preparar para os riscos quânticos e, ao mesmo tempo, fortalecer os controles de identidade que protegem usuários, aplicativos, dados e sistemas críticos já a partir de agora.

RSA ID Plus ajuda as organizações a reforçar o acesso seguro por meio da autenticação multifatorial (MFA), autenticação sem senha, além de recursos de autenticação resilientes em ambientes de nuvem, híbridos e locais, e Implantação do RSA ID Plus Sovereign permite que elas incorporem recursos completos de gerenciamento de identidade e acesso em ambientes de nuvem privada, locais e isolados. Explore essas soluções da RSA para ver como controles de identidade mais robustos podem ajudar a reduzir os riscos que os invasores estão explorando atualmente.