A segurança no mundo digital tradicionalmente se baseia em equações matemáticas para proteger dados. Por exemplo, ao usar um cartão de crédito online, as informações são protegidas por um problema matemático complexo que um computador moderno levaria milhares de anos para resolver. No entanto, se um computador suficientemente poderoso for criado, essa proteção deixará de funcionar. Para tornar os sistemas mais confiáveis, há uma transição crescente para a segurança quântica, que utiliza leis imutáveis da física quântica em vez de matemática tradicional.
Prabhanjan Anand da UC Santa Barbara (EUA) e Amit Sahai da UCLA (EUA) descreveram um método que torna essa proteção quântica mais rápida e eficiente. Seu trabalho foi publicado no servidor de pré-publicações arXiv e ainda não passou por revisão por pares.
Como funciona o método
O sistema é baseado no teorema da proibição de clonagem — uma regra fundamental da física quântica que estabelece a impossibilidade física de criar uma cópia idêntica de um estado quântico desconhecido. Isso é o oposto do mundo digital comum, onde qualquer arquivo pode ser copiado infinitas vezes perfeitamente.
Com base neste princípio, Anand e Sahai desenvolveram uma maneira de criptografar uma mensagem de um bit — um simples 0 ou 1 — em texto criptografado quântico. Uma chave digital secreta embaralha o bit oculto ao longo da sequência de estados quânticos. Quando esses estados são medidos juntos, eles revelam o bit secreto. O destinatário autorizado usa a mesma chave para ler os estados e obter a mensagem correta.
Por que a interceptação falha
O sistema é projetado para bloquear um tipo específico de ataque, no qual o invasor intercepta os dados e os divide entre dois cúmplices. De acordo com as regras da física quântica, qualquer tentativa de dividir dados quânticos corrompe a informação, tornando impossível para ambos os cúmplices lerem o segredo.
Mesmo que os cúmplices obtenham a chave secreta posteriormente, a física quântica não lhes permite restaurar a mensagem de forma confiável. Os pesquisadores demonstraram que quanto mais estados quânticos forem usados, mais próximas estarão as chances de ambos determinarem corretamente o bit oculto das probabilidades de uma moeda aleatória — 50/50. Quando o resultado não excede o acaso, a criptografia cumpre sua função.
No artigo, Anand e Sahai afirmam que sua abordagem supera limitações anteriores: «Eliminamos todas essas ressalvas, mostrando que existe uma criptografia não clonável eficaz, de uso único e segura do ponto de vista da teoria da informação». Os autores também enfatizam que o «esquema é exponencialmente seguro», pois a proteção aumenta a cada estado quântico adicional usado.
