USP cria sistema de criptografia caótica para a internet

Antonio Carlos Quinto - Agência USP - 28/06/2010

Esta animação mostra uma mensagem criptografa no sistema caótico. A mensagem "lorenz" foi cifrada com a senha "ifsc". A senha determina os parâmetros iniciais do atrator e os saltos onde armazenar a mensagem. Cada esfera representa um dos 6 caracteres da palavra "lorenz" cifrados no atrator.
[Imagem: Odemir Martinez Bruno]

Sistemas caóticos

Pesquisadores da USP de São Carlos e de Ribeirão Preto desenvolveram um novo sistema de criptografia que promete maior segurança às transações bancárias e no comércio via internet.

A iniciativa irá dificultar a ação de hackers e espiões em suas tentativas de quebrar códigos de segurança na internet, por exemplo. A criptografia também é importante na codificação de arquivos em notebooks, que podem ser perdidos ou roubados.

"O sistema é inovador porque combina o método tradicional de criptografia com uma parametrização dinâmica obtida de sistemas caóticos. Até onde sabemos, é a primeira vez que esta abordagem foi feita. Com isso, conseguimos produzir um algoritmo computacional com melhorias na segurança e também na velocidade", afirma o professor Odemir Martinez Bruno, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP.

"Um dos aspectos inovadores do novo sistema é justamente a integração entre os conceitos da física e matemática à computação", afirma Bruno, lembrando que o novo método está em processo de obtenção de patente.

Como a criptografia funciona

O professor explica que a criptografia embaralha letras, números e símbolos para codificar textos e somente pessoas autorizadas podem decodificar e recuperar o texto original. Tradicionalmente, a criptografia utiliza operações lógicas ou aritméticas simples para o embaralhamento.

Na prática, quando um usuário digita os dados de seu cartão de crédito numa transação comercial via internet, as informações são "embaralhadas" de maneira que um invasor não consiga decifrar os códigos. "Somente o banco será capaz de decifrar as informações", explica o professor.

No entanto, hoje em dia boa parte dos algoritmos aplicados na criptografia já foram quebrados. "Esse duelo entre códigos estabelecidos e os que tentam quebrá-los dura mais de dois mil anos. Tanto que a criptografia foi amplamente usada em operações militares. Muitas batalhas e mesmo guerras, foram vencidas ou perdidas pelo sucesso ou fracasso da criptografia", lembra o pesquisador.

"Atualmente, a criptografia desempenha um importante papel na economia moderna. Ela é responsável por garantir a segurança nas transações comerciais em meios eletrônicos, por exemplo", descreve Bruno.

Efeito borboleta

Pesquisas envolvendo a criptografia e sistemas caóticos já foram objeto de estudos e, nas últimas décadas, algoritmos de criptografia baseados na teoria do caos foram criados. Entretanto, esses algoritmos apresentavam severas limitações, tornando-os inseguros e demasiadamente lentos para aplicações comerciais.

Mas, o sistema desenvolvido pelos pesquisadores da do IFSC e da FFCLRP permite maior agilidade nas operações com os algoritmos e o embaralhamento é maior. "A combinação feita entre a criptografia tradicional e sistemas caóticos permitiu melhorias na segurança e maior velocidade", explica Bruno.

A teoria do caos explica o comportamento aparentemente errático e imprevisível de determinados sistemas naturais. Esses sistemas são não-lineares e seu comportamento depende fortemente de como são inicializados.

Nos sistemas caóticos, pequenas diferenças são fortemente amplificadas. Isto é bem ilustrado pelas correntes de ar atmosféricas, onde o bater de asas de uma borboleta em São Paulo pode produzir uma nevasca em Moscou - o chamado efeito borboleta.

Criptografia caótica

O sistema caótico produz uma sequência de números pseudoaleatório. Se os parâmetros iniciais do sistema caótico forem exatamente os mesmos, a sequência será sempre a mesma.

Na criptografia caótica, utilizada pelos pesquisadores brasileiros, estas sequências são utilizadas para embaralhar as mensagens.

O projeto teve início há cerca de três anos e possibilitou a criação do Grupo de Criptografia. Além do professor Odemir Martinez Bruno, integram o grupo o professor Alexandre Souto Martinez, do Departamento de Física e Matemática da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFLCRP) da USP, e o bolsista Anderson Gonçalves Marco.

A pesquisa está em fase final e a Agência USP de Inovação busca empresas interessadas em licenciar o produto.

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