Este resumo expandido analisa a redução da margem de segurança em algoritmos de chaves simétricas pelo avanço da computação quântica, focando especificamente no funcionamento lógico e matemático do Algoritmo de Grover. O objetivo principal é mostrar como a aceleração quadrática (O(√N)) na busca em bases de dados não ordenadas compromete padrões criptográficos que são muito utilizados nos dias de hoje, como o AES-128. Por meio de uma análise teórica e proposta de implementação via IBM Qiskit, demonstra-se que a vantagem computacional quântica exige a migração imediata para chaves de 256 bits a fim de manter a robustez contra ataques de força bruta na era pós-quântica.
Este resumo expandido analisa a redução da margem de segurança em algoritmos de chaves simétricas pelo avanço da computação quântica, focando especificamente no funcionamento lógico e matemático do Algoritmo de Grover. O objetivo principal é mostrar como a aceleração quadrática (O(√N)) na busca em bases de dados não ordenadas compromete padrões criptográficos que são muito utilizados nos dias de hoje, como o AES-128. Por meio de uma análise teórica e proposta de implementação via IBM Qiskit, demonstra-se que a vantagem computacional quântica exige a migração imediata para chaves de 256 bits a fim de manter a robustez contra ataques de força bruta na era pós-quântica.
A seguranca de dados e fundamental para a execucao de diversas tarefas do cotidiano, seja acessar contas bancarias ate o funcionamento de carros autonomos. Algoritmos de criptografia, existente desde o inicio dos tempos em diferentes formas, foram criados para garantir a integridade destes dados. Um dos algoritmos de seguranca mais utilizados, o Rivest-Shamir-Adleman (RSA) tornou importante a fatoracao, para saber qual o estado da arte da criptografia e saber quanto tempo levara para fatorar numeros muito grandes, que e o que torna o RSA seguro atualmente. Ha diversas implementacoes de algoritmos de fatoracao, porem, nenhum apresenta uma eficiencia adequada para quebrar a criptografia RSA. No entanto, com o avanco da computacao quântica, como uma necessidade fisica resultante do encolhimento dos chips de processamento dos computadores, a seguranca da informacao e colocada em cheque com o Algoritmo de Shor, desenvolvido por Peter Shor na decada de 1990, que e mais eficiente que os algoritmos classicos de fatoracao, e pode ser capaz de quebrar a criptografia RSA em tempo habil no futuro. O objetivo do presente artigo e apresentar uma analise de diferentes algoritmos de fatoracao classicos e compara-los com o Algoritmo de Shor para mostrar as falhas de seguranca que existirao na era da computacao quântica.
Com a possível chegada do primeiro computador quântico operacional que poderá quebrar a segurança de algoritmos criptográficos assimétricos tradicionais, as entidades responsáveis por promover a segurança de dados têm se mobilizado a oferecer uma resposta para tal advento. Existem diversas propostas para um novo padrão de criptografia pós-quântica, cada uma baseada em um método matemático diferente. Este trabalho avalia as principais propostas que participam da segunda rodada do Processo de Padronização Criptográfica Pós-Quântica do NIST, apresentando as performances de umas em relação às outras. O objetivo deste artigo é ajudar usuários a fazer uma escolha mais informada.
0 algoritmo de Shor e a evolução da computação quântica trouxeram grandes ameaças à segurança dos criptossistemas atuais. Pela necessidade de se encontrar novas alternativas, surgiu a criptografia pós-quântica. Esta dissertação pode ser dividida em três partes principais. Na primeira apresentamos alguns elementos de teoria dos números e descrevemos um criptossistema clássico, o RSA, cuja segurança pode ser facilmente quebrada recorrendo a ataques quânticos. Na segunda parte descrevemos a implementação do algoritmo de Shor, que é um ataque a esse e a todos os criptossistemas cuja segurança reside no problema da fatorização ou no problema do logaritmo discreto. Na implementação deste algoritmo minimizámos o número de qubits necessários. Para isso, utilizámos transformadas de Fourier quânticas para realizar operações como a adição, a multiplicação e a exponenciação modular. Assim, segundo a nossa abordagem, precisámos de apenas Li + 2L2 + 3 qubits, para implementar o algoritmo de Shor, ou seja, para encontrar o período da função /(x) = ax mod N, onde Li corresponde ao número de qubits necessários para representar x tal que N2 < 2L1 < 2N2 e L2 corresponde ao número de qubits necessários para representar N. Por fim, na última parte desta dissertação, apresentaremos elementos da criptografia pós-quântica, em particular, um protocolo proposto por nós. Este é uma nova variante do criptossistema de McEliece, no qual se propõe o uso de códigos convolucionais em vez do uso de códigos de bloco. Assim, a parte codificadora da nossa chave pública, que denotaremos por G'(D), será ela própria convolucional. Ao estudarmos várias possibilidades de ataques para este criptossistema, verificámos que, em comparação com as restantes variantes, para uma chave pública menor conseguimos ter um fator de trabalho muito maior, o que se traduz numa maior segurança
Resumo A criptografia clássica utiliza suposições de dificuldade computacional, como a fatoração de grandes números, para garantir segurança na comunicação. Tal uso pode ser comprometido por avanços de hardware ou software, como a implementação do algoritmo de Shor pela computação quântica. O trabalho em tela explora a segurança da criptografia quântica atrelada inteiramente às leis da mecânica quântica, em um contexto no qual busca-se gerar, de forma segura, chaves clássicas por meios quânticos com a Distribuição Quântica de Chaves para posterior uso em algoritmos como o one-time-pad. A pesquisa teve foco na QKD dependente de equipamentos, mais especificamente dentro da categoria de preparação e medição, contemplando implementações práticas do protocolo de seis estados feitas no IBM Quantum Experience platform. Explora-se cenários ideais, ruidosos, com e sem adversários, analisando os resultados através do QBER. O trabalho abrange ainda conceitos sobre os procedimentos de pós-processamento de reconciliação da informação e amplificação privada, mencionando eventuais ataques quânticos e suas contramedidas, citando a distribuição quântica de chaves independente de dispositivos como uma das possíveis abordagens de solução.
Este trabalho apresenta a implementação de um emulador de circuitos quânticos em FPGA, com foco na aplicação do algoritmo de busca de Grover. O sistema transmite os coeficientes probabilísticos dos estados quânticos via UART para um microcontrolador, o que possibilita a validação prática por meio da comparação com simulações realizadas no Qiskit. A arquitetura, baseada em aritmética de ponto fixo, obteve resultados compatíveis com modelos teóricos, utilizando poucos recursos lógicos. São discutidas a relevância do algoritmo para a cibersegurança pós-quântica e o potencial do protótipo como ferramenta de apoio à análise e mitigação de vulnerabilidades criptográficas.
A segurança digital moderna apoia-se na criptografia assimétrica, com o algoritmo RSA-2048, baseado na fatoração de grandes números primos, sendo um pilar crucial para a proteção de dados sensíveis e transações financeiras globais (Rivest et al., 1978). No entanto, o avanço da computação quântica, que utiliza os princípios de superposição e emaranhamento, representa uma ameaça crescente, pois possibilita a execução do algoritmo de Shor, o que pode comprometer a segurança do RSA-2048 em um futuro incerto. Esse risco é ampliado pela ascensão da inteligência artificial, que não apenas fortalece as defesas, mas também potencializa ataques, como os baseados em aprendizado profundo para a identificação de vulnerabilidades (Goodfellow et al., 2016). Em resposta, o National Institute of Standards and Technology (NIST) tem conduzido a padronização de algoritmos pós-quânticos, como Kyber, Dilithium e SPHINCS+, para enfrentar esses desafios (NIST, 2023). Contudo, esses algoritmos enfrentam limitações, como o tamanho das chaves e a vulnerabilidade a ataques de canal lateral, exigindo validação contínua e auditorias rigorosas (Lizardi et al., 2022). O presente estudo, de natureza qualitativa e exploratória, examina o impacto da computação quântica e da inteligência artificial sobre o RSA-2048, abordando a urgência da migração para protocolos pós-quânticos. A análise discute os desafios técnicos, políticos e éticos dessa transição, projetando um futuro de vulnerabilidade potencial do RSA-2048 nas próximas décadas, condicionado ao avanço da computação quântica e à capacidade de adaptação das infraestruturas de segurança (Morris et al., 2022).