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O que é criptografia e como ela é usada na computação?

O que é criptografia e como ela é usada na computação?

Índice:

Muitas empresas e usuários domésticos acreditam que uma senha forte é suficiente para proteger arquivos digitais.

Essa percepção, no entanto, ignora a crescente sofisticação das ameaças cibernéticas que miram diretamente os dados.

O acesso não autorizado e o vazamento de informações confidenciais são riscos constantes em qualquer ambiente conectado.

Um simples descuido pode expor completamente dados financeiros, projetos estratégicos ou memórias pessoais.

Assim, uma camada adicional de segurança se torna indispensável para blindar a infraestrutura contra ataques.

A tecnologia correta transforma dados legíveis em um formato incompreensível para invasores.

O que é criptografia e como ela é usada na computação?

A criptografia é um processo que codifica dados para que apenas pessoas autorizadas consigam ler seu conteúdo.

Essencialmente, ela usa um algoritmo e uma chave para transformar informações legíveis (texto simples) em um formato ilegível (texto cifrado).

Sem a chave correta, o arquivo ou a mensagem se torna apenas um conjunto de caracteres embaralhados, sem qualquer valor para quem intercepta.

Essa tecnologia funciona como um cofre digital.

O algoritmo representa o mecanismo da fechadura, enquanto a chave é o segredo que abre o cofre.

Frequentemente, encontramos seu uso em diversas aplicações do dia a dia, como nas transações bancárias online, nas mensagens do WhatsApp e na navegação em sites com HTTPS, que protegem a comunicação entre seu navegador e o servidor.

Na prática, existem vários métodos criptográficos, cada um com suas particularidades e níveis de segurança.

Alguns são mais rápidos e ideais para grandes volumes, enquanto outros, embora mais lentos, oferecem um modelo de segurança mais flexível para trocas de informações.

A escolha do método correto quase sempre depende da aplicação e do nível de proteção necessário.

A diferença entre chaves simétricas e assimétricas

Os algoritmos simétricos utilizam uma única chave secreta tanto para cifrar quanto para decifrar os dados.

Esse método é bastante rápido e eficiente, por isso muitos sistemas o adotam para proteger grandes volumes de arquivos, como em backups ou no armazenamento em disco.

O principal desafio, porém, é compartilhar essa chave única com o destinatário de forma segura, pois qualquer pessoa que a intercepte ganha acesso total às informações.

Por outro lado, a criptografia assimétrica emprega um par de chaves matematicamente relacionadas, uma pública e outra privada.

A chave pública pode ser livremente distribuída e serve para codificar as mensagens, mas apenas a chave privada correspondente, que nunca é compartilhada, consegue decifrá-las.

Esse sistema resolve o problema da troca de segredos, embora seu processamento seja consideravelmente mais lento.

Em muitas situações, as duas abordagens são combinadas para obter o melhor dos dois mundos.

Por exemplo, a tecnologia assimétrica é usada para trocar com segurança uma chave simétrica temporária.

Depois, essa chave mais simples e rápida protege a comunicação principal, o que otimiza o desempenho sem sacrificar a segurança inicial.

Como a função hash protege a integridade dos dados?

Uma função hash não é exatamente um método de criptografia, mas é fundamental para a segurança digital.

Ela gera uma "impressão digital" de tamanho fixo para um arquivo ou mensagem, conhecida como hash.

Qualquer alteração mínima no dado original, como mudar uma única letra, resulta em um hash completamente diferente.

Esse processo é unidirecional, ou seja, é praticamente impossível recriar o dado original a partir do seu hash.

Essa característica torna a tecnologia hash ideal para verificar a integridade dos arquivos.

Quando você baixa um software, por exemplo, o desenvolvedor geralmente fornece o hash do arquivo original.

Após o download, você pode calcular o hash do arquivo baixado em sua máquina.

Se os dois valores baterem, você tem a certeza de que o arquivo não foi corrompido ou modificado por um invasor durante a transferência.

Além disso, os sistemas de autenticação usam hashes para armazenar senhas com segurança.

Em vez de guardar sua senha em texto claro, o sistema armazena apenas o hash dela.

Quando você digita a senha para fazer login, o sistema calcula o hash do que você digitou e o compara com o valor armazenado.

Assim, mesmo que um invasor acesse o banco de dados, ele nunca verá as senhas reais.

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A segurança dos dados em trânsito com SSL/TLS

Quando informações viajam por uma rede, como a internet, elas ficam vulneráveis à interceptação.

A tecnologia SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) foi criada para resolver exatamente esse problema.

Ela estabelece um canal de comunicação seguro entre dois sistemas, como seu navegador e um site, para proteger os dados em trânsito.

É o que o ícone do cadeado na barra de endereço do navegador representa.

O processo começa com um "handshake", no qual o servidor apresenta seu certificado digital para provar sua identidade.

Em seguida, ambos os lados usam criptografia assimétrica para negociar e trocar com segurança uma chave simétrica.

A partir desse ponto, toda a comunicação é cifrada com essa chave simétrica, que é muito mais rápida e eficiente para o fluxo contínuo de informações.

Essa proteção é vital não apenas para a navegação na web, mas também para aplicativos de e-mail, VPNs e transferências de arquivos.

Sem o SSL/TLS, qualquer dado enviado, incluindo senhas e números de cartão de crédito, poderia ser facilmente lido por qualquer pessoa mal-intencionada que esteja monitorando a rede.

Por isso, seu uso é um padrão de segurança indispensável.

Protegendo informações armazenadas em discos

Os dados não correm riscos apenas quando estão em movimento, pois também precisam de proteção quando estão em repouso, ou seja, gravados em HDDs, SSDs ou storages.

Se um notebook for roubado ou um servidor for acessado fisicamente sem autorização, as informações contidas nele ficam totalmente expostas.

A criptografia de disco resolve essa vulnerabilidade.

Existem algumas abordagens comuns para essa tarefa.

A criptografia de disco inteiro (Full-Disk Encryption), como o BitLocker no Windows e o FileVault no macOS, cifra todo o dispositivo de armazenamento.

Assim, sem a senha ou a chave de recuperação, o disco se torna um peso de papel inútil.

Outra opção é a criptografia de volumes ou pastas específicas, que oferece mais flexibilidade para proteger apenas os diretórios mais sensíveis.

Muitos sistemas de armazenamento em rede, como os NAS, já incorporam motores de criptografia por hardware.

Essa abordagem acelera o processo e minimiza o impacto no desempenho do equipamento.

Ao habilitar a criptografia de volume em um storage, você garante que, mesmo que os discos rígidos sejam removidos fisicamente, ninguém conseguirá acessar os arquivos contidos neles.

O papel da criptografia no combate ao ransomware

O ransomware é uma das ameaças mais devastadoras atualmente, pois ele usa a própria criptografia contra a vítima.

O malware invade o sistema, cifra todos os arquivos importantes e exige um resgate para fornecer a chave de descriptografia.

Sem a chave, os dados se tornam permanentemente inacessíveis.

Nesse cenário, ter backups é fundamental, mas eles também precisam estar protegidos.

A melhor defesa contra o ransomware envolve uma estratégia de backup que também usa criptografia.

Ao criar cópias de segurança criptografadas, você adiciona uma barreira extra.

Mesmo que o invasor consiga acessar seu dispositivo de backup, os arquivos estarão ilegíveis.

Isso impede que ele use os dados para extorsão ou os vaze publicamente.

Além disso, soluções de armazenamento modernas oferecem recursos como snapshots, que são "fotografias" do estado dos arquivos em um determinado momento.

Como os snapshots são somente leitura, o ransomware não consegue modificá-los.

Se um ataque ocorrer, basta restaurar os dados para um ponto anterior à infecção, o que torna a ameaça quase inofensiva.

Assinaturas digitais para garantir autenticidade

Além de confidencialidade e integridade, a segurança da informação depende de um terceiro pilar, a autenticidade.

Como garantir que um documento ou mensagem realmente veio de quem diz ser e não foi alterado no caminho? A resposta está nas assinaturas digitais, uma aplicação inteligente da criptografia assimétrica.

Para criar uma assinatura digital, o remetente usa sua chave privada para gerar um valor criptográfico único a partir do conteúdo do documento.

Esse valor é a assinatura.

O destinatário, por sua vez, utiliza a chave pública do remetente para verificar essa assinatura.

Se a verificação for bem-sucedida, isso prova duas coisas, a identidade do remetente e a integridade do documento.

As assinaturas digitais possuem validade jurídica em muitos países e são amplamente utilizadas em contratos eletrônicos, notas fiscais e comunicações oficiais.

Elas eliminam a necessidade de documentos em papel e oferecem um nível de segurança muito superior a uma assinatura manuscrita, que pode ser facilmente falsificada.

Desafios e limitações das técnicas criptográficas

Embora seja uma ferramenta poderosa, a criptografia não é uma solução mágica e apresenta seus próprios desafios.

Um dos principais é o impacto no desempenho.

O processo de cifrar e decifrar dados consome recursos de processamento (CPU).

Em sistemas com grande volume de operações, isso pode gerar alguma latência e reduzir a velocidade geral, especialmente se não houver aceleração por hardware.

Outro ponto crítico é a gestão das chaves.

A segurança de todo o sistema depende do quão bem as chaves criptográficas são protegidas.

Se uma chave privada for perdida, os dados associados a ela se tornam irrecuperáveis para sempre.

Se for roubada, o invasor ganha acesso irrestrito.

Por isso, o gerenciamento de chaves é uma disciplina complexa e vital.

Finalmente, o avanço da computação quântica representa uma ameaça futura para muitos dos algoritmos atuais.

Um computador quântico suficientemente poderoso poderia, teoricamente, quebrar a criptografia assimétrica que usamos hoje.

Por isso, pesquisadores já trabalham no desenvolvimento de novos algoritmos pós-quânticos para garantir a segurança no futuro.

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Como um Storage NAS simplifica a proteção de dados?

Implementar e gerenciar uma estratégia de criptografia robusta pode parecer complexo, mas equipamentos modernos simplificam muito essa tarefa.

Um Storage NAS, por exemplo, centraliza diversas ferramentas de segurança em uma única plataforma de fácil gerenciamento.

Ele oferece um caminho prático para proteger dados em repouso e em trânsito.

A maioria dos servidores NAS de qualidade vem com aceleração de criptografia AES-256 por hardware.

Isso permite ativar a criptografia de volume sem um impacto perceptível no desempenho das transferências de arquivos.

A configuração geralmente é feita com apenas alguns cliques através da interface web do sistema, o que torna a proteção de dados acessível até para usuários com menos conhecimento técnico.

Além disso, um storage também suporta protocolos de rede seguros, como SFTP e HTTPS, e integra soluções para backup criptografado em outros dispositivos ou na nuvem.

Com recursos de snapshot para combater ransomware e um gerenciamento simplificado de chaves, um NAS se torna o centro de uma infraestrutura de dados segura e resiliente.

Essa abordagem integrada é a resposta para proteger informações de forma eficaz.

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