Criptografia

O que é criptografia?

Criptografia é um processo criptográfico que transforma informações legíveis em uma forma ilegível, para que somente uma parte autorizada com a chave correta possa recuperar os dados originais.

A entrada legível é chamada de texto simples, enquanto o resultado protegido é chamado de texto cifrado.

A descriptografia reverte o processo, convertendo o texto cifrado novamente em texto simples com a chave criptográfica necessária.

No contexto das criptomoedas, a criptografia é usada com frequência para proteger chaves privadas, arquivos de carteira, backups de recuperação, credenciais de conta, mensagens, conexões de API e outras informações confidenciais.

A criptografia faz parte do campo mais amplo da criptografia aplicada, que também inclui assinaturas digitais, hashing, troca de chaves, compromissos e provas de conhecimento zero.

A visão geral de criptografia do NIST explica que a criptografia usa técnicas matemáticas para proteger informações e comunicações eletrônicas.

A criptografia pode fornecer confidencialidade, mas não comprova automaticamente quem criou os dados nem se eles foram modificados.

Por isso, sistemas seguros combinam criptografia com autenticação, verificações de integridade, controles de acesso, backups e gerenciamento cuidadoso de chaves.

Como funciona a criptografia

Um algoritmo de criptografia recebe texto simples, uma chave criptográfica e, às vezes, um valor adicional, como um nonce ou um vetor de inicialização.

O algoritmo processa essas entradas e produz um texto cifrado que deve parecer sem sentido para quem não possui a chave correta.

Um algoritmo de descriptografia usa a chave e os parâmetros apropriados para reconstruir o texto simples.

A segurança da criptografia moderna deve depender do sigilo da chave, não do sigilo do algoritmo.

Em geral, algoritmos amplamente analisados são mais seguros do que algoritmos privados que não passaram por análise pública.

Um invasor que obtiver a chave de criptografia poderá conseguir descriptografar todos os dados protegidos por ela.

Por isso, a geração, o armazenamento, o acesso, a rotação, o backup e a destruição das chaves são tão importantes quanto o próprio algoritmo de criptografia.

O que é uma chave de criptografia?

Uma chave de criptografia é um valor secreto ou controlado que um algoritmo criptográfico usa para criptografar ou descriptografar informações.

Uma chave segura deve conter entropia imprevisível suficiente para resistir a ataques de adivinhação e força bruta.

Em geral, as chaves devem ser geradas com um gerador de números aleatórios criptograficamente seguro, e não com uma palavra fácil de lembrar ou um número previsível.

O tamanho de chave necessário depende do algoritmo selecionado e do nível de segurança pretendido.

Uma chave mais longa não corrige um algoritmo fraco, uma implementação incorreta, um dispositivo exposto ou uma senha ruim.

As diretrizes do NIST para gerenciamento de chaves criptográficas abrangem a geração, o armazenamento, o estabelecimento, o uso, a proteção e a destruição do material criptográfico de chaves.

Criptografia simétrica

A criptografia simétrica usa a mesma chave secreta, ou chaves secretas estreitamente relacionadas, para criptografar e descriptografar.

O remetente e o destinatário precisam obter a chave secreta por um método seguro.

Em geral, os algoritmos simétricos são eficientes e adequados para proteger arquivos grandes, backups de carteiras, bancos de dados, tráfego de rede e dados de aplicativos armazenados.

O principal desafio é distribuir e armazenar o segredo compartilhado sem expô-lo.

Se um invasor roubar a chave simétrica, poderá conseguir descriptografar as informações protegidas e, possivelmente, criar textos cifrados modificados convincentes.

Sistemas seguros costumam combinar a criptografia simétrica com um método de chave pública que estabelece ou protege a chave simétrica temporária.

Padrão de Criptografia Avançada

O Advanced Encryption Standard, conhecido como AES, é uma cifra de bloco simétrica amplamente utilizada.

O atual padrão NIST FIPS 197 especifica AES-128, AES-192 e AES-256.

Essas versões usam chaves de 128, 192 ou 256 bits e processam os dados em blocos de 128 bits.

O AES descreve a própria cifra de bloco, não um sistema completo de criptografia de arquivos.

O software precisa usar o AES com um modo de operação seguro e gerenciar corretamente as chaves, os nonces, as tags de autenticação e os erros.

Um sistema AES mal implementado pode expor dados, mesmo que a cifra subjacente seja considerada forte.

Criptografia autenticada

A criptografia autenticada protege tanto a confidencialidade quanto a integridade.

Ela permite que o destinatário detecte se os dados criptografados foram modificados, corrompidos ou falsificados.

A criptografia autenticada com dados associados também pode proteger informações não criptografadas, como um número de versão, um identificador de conta ou um tipo de mensagem.

AES-GCM é um dos métodos de criptografia autenticada amplamente utilizados.

A especificação GCM do NIST define o Galois/Counter Mode para criptografia autenticada com dados associados.

Outro método comum de criptografia autenticada combina ChaCha20 com Poly1305.

Os desenvolvedores devem usar bibliotecas criptográficas analisadas, em vez de combinar manualmente algoritmos de criptografia e autenticação de mensagens.

O que é um nonce ou vetor de inicialização?

Um nonce é um valor que deve ser usado uma única vez com determinada chave criptográfica e algoritmo.

Um vetor de inicialização, ou IV, é um valor adicional usado para inicializar determinados modos de criptografia.

Alguns sistemas exigem que o nonce seja imprevisível; outros exigem principalmente que seja exclusivo para cada chave.

Reutilizar um nonce em um modo que exige exclusividade pode expor texto simples, revelar relações entre mensagens ou permitir que invasores falsifiquem dados.

Muitas vezes, o nonce é armazenado junto ao texto cifrado porque geralmente não precisa permanecer secreto.

Os desenvolvedores precisam seguir os requisitos exatos de nonce do algoritmo selecionado, em vez de aplicar uma regra geral a toda cifra.

Criptografia assimétrica

A criptografia assimétrica usa uma chave pública e uma chave privada.

Em geral, informações criptografadas para um destinatário com a chave pública apropriada só podem ser descriptografadas com a chave privada correspondente.

A chave pública pode ser compartilhada abertamente, enquanto a chave privada precisa permanecer secreta.

A criptografia assimétrica simplifica a distribuição de chaves porque duas partes não precisam compartilhar previamente o mesmo segredo.

No entanto, as operações de chave pública costumam ser mais lentas e menos adequadas para criptografar diretamente arquivos grandes.

Na prática, os sistemas costumam usar criptografia assimétrica para estabelecer um segredo compartilhado temporário e criptografia simétrica para proteger os dados propriamente ditos.

Criptografia híbrida

A criptografia híbrida combina criptografia assimétrica e simétrica.

O remetente gera uma chave simétrica aleatória e a usa para criptografar a mensagem ou o arquivo de forma eficiente.

Em seguida, a chave simétrica é protegida por meio de um mecanismo de criptografia de chave pública ou de encapsulamento de chaves.

O destinatário usa a chave privada para recuperar a chave simétrica e, depois, descriptografar os dados.

Essa abordagem combina a distribuição de chaves mais simples da criptografia de chave pública com a velocidade da criptografia simétrica.

Mensagens criptografadas, sistemas de compartilhamento de arquivos, ferramentas de backup e protocolos de rede costumam usar designs híbridos.

Criptografia vs. criptografia de chave pública em criptomoedas

Os sistemas de criptomoedas dependem muito da criptografia de chave pública, mas isso nem sempre significa criptografia de dados.

Na maioria das vezes, as chaves privadas de carteiras são usadas para criar assinaturas digitais que autorizam transações.

As chaves públicas ou os endereços correspondentes permitem que outros participantes verifiquem essas assinaturas.

A documentação de chaves da Ethereum explica que as chaves privadas assinam transações e dados, enquanto as informações públicas dão suporte à identificação e à verificação.

Em geral, a rede consegue ler uma transação assinada, embora usuários não autorizados não possam criar uma assinatura válida para o remetente.

Por isso, os usuários devem distinguir a autorização de uma transação da confidencialidade dela.

Criptografia vs. assinaturas digitais

A criptografia é projetada principalmente para ocultar informações de leitores não autorizados.

Uma assinatura digital é projetada principalmente para comprovar que o detentor de uma chave privada autorizou determinados dados.

A criptografia usa uma chave de descriptografia para recuperar conteúdo oculto.

A verificação de assinatura usa informações públicas para confirmar autenticidade e integridade sem revelar a chave privada.

Em geral, as transações de criptomoedas são assinadas para que os participantes da rede possam verificá-las.

Em geral, elas não são criptografadas porque validadores e nós precisam ler as instruções da transação para executá-las e verificá-las.

Um sistema pode usar os dois processos, por exemplo, criptografando um backup de carteira e assinando uma transação on-chain.

Criptografia vs. hashing

A criptografia é reversível quando a chave de descriptografia correta está disponível.

O hashing criptográfico é projetado para ser unidirecional.

Uma função hash converte dados de qualquer tamanho prático em um resumo de tamanho fixo.

Não existe uma chave de descriptografia comum que reconstrua a entrada original a partir de um hash seguro.

As blockchains usam hashes para identificadores de blocos, identificadores de transações, compromissos de dados, criação de endereços, sistemas de prova e verificações de integridade.

Uma senha não deve ser armazenada com criptografia simples quando o sistema só precisa verificá-la.

Em geral, sistemas de senhas usam funções especializadas de hashing de senhas ou derivação de chaves, com salts e parâmetros de custo apropriados.

Criptografia vs. codificação

A codificação converte dados para outra representação, para que o software possa armazená-los ou transmiti-los com mais praticidade.

Exemplos comuns incluem hexadecimal, Base64 e formatos de texto estruturado.

A codificação não exige uma chave secreta e não oferece confidencialidade.

Em geral, qualquer pessoa que reconheça a codificação pode revertê-la.

Uma chave privada escrita em hexadecimal continua totalmente exposta, mesmo que pareça ilegível para uma pessoa.

Os usuários nunca devem tratar segredos de carteira codificados como backups criptografados.

As transações de blockchain são criptografadas?

Em muitas blockchains públicas, as transações não são criptografadas por padrão.

Elas são assinadas criptograficamente e, depois, distribuídas aos participantes da rede para verificação.

A documentação de transações da Ethereum descreve as transações como instruções de contas assinadas criptograficamente.

A documentação de privacidade da Ethereum informa que, por padrão, as transações registradas na Ethereum são públicas e permanentes.

Os dados públicos de transações podem incluir endereços de remetentes e destinatários, valores transferidos, chamadas a contratos inteligentes, logs de eventos e outras informações de aplicativos.

Criptografar dados antes de incluí-los on-chain pode ocultar o texto simples, mas o texto cifrado, o remetente, o horário, o tamanho e a interação com o contrato ainda podem ficar visíveis.

Um vazamento posterior da chave pode expor dados criptografados armazenados permanentemente em uma blockchain pública.

Por que as blockchains públicas não podem simplesmente criptografar tudo

Os nós de blockchain precisam chegar a um consenso sobre transações válidas e mudanças de estado.

Em uma rede pública comum de contratos inteligentes, os nós precisam conseguir executar as mesmas instruções dos contratos e verificar o mesmo resultado.

Se as instruções da transação e o estado fossem criptografados com uma chave indisponível aos validadores, a execução comum não seria possível.

Protocolos voltados à privacidade resolvem esse problema com construções criptográficas especializadas, em vez de aplicar criptografia comum de arquivos a toda a blockchain.

Essas construções podem incluir provas de conhecimento zero, compromissos, computação multipartidária segura, sistemas de execução confiável, criptografia limiar e criptografia homomórfica.

Cada abordagem envolve diferentes concessões em termos de confiança, desempenho, complexidade e disponibilidade de dados.

Criptografia de carteira

Em geral, a criptografia de carteira significa proteger chaves privadas armazenadas ou o material da seed com uma chave de criptografia derivada de uma senha.

O arquivo de carteira criptografado pode ser copiado ou roubado sem revelar imediatamente as chaves privadas.

O usuário precisa fornecer a senha correta para que a carteira possa descriptografar e usar essas chaves.

A documentação de carteiras do Bitcoin observa que os arquivos de carteira criptografados protegem as chaves privadas quando não estão em uso.

Ela também explica que a criptografia de arquivos não protege uma chave depois que um malware obtém a senha ou lê a chave descriptografada da memória.

Portanto, a criptografia de carteira protege contra algumas formas de roubo de dados, mas não oferece proteção completa contra um dispositivo comprometido.

Arquivos keystore criptografados

Um arquivo keystore é um arquivo estruturado que armazena uma chave privada criptografada e os parâmetros necessários para derivar a chave de descriptografia.

Em geral, ele contém texto cifrado, um salt, um nonce ou IV, uma configuração de derivação de chave, uma soma de verificação ou valor de autenticação e metadados de identificação.

A senha em si não deve ser armazenada no arquivo.

O padrão keystore ERC-2335 define um formato JSON criptografado usado para chaves privadas BLS.

As opções de derivação de chave por senha compatíveis incluem PBKDF2 e scrypt.

Um keystore pode ser copiado entre ferramentas compatíveis, mas a exposição do arquivo junto com uma senha fraca ainda pode resultar no roubo da chave.

Os usuários devem verificar a compatibilidade antes de excluir uma carteira original ou migrar uma chave de validador.

Senhas e funções de derivação de chaves

Senhas criadas por pessoas geralmente têm muito menos entropia do que chaves criptográficas geradas aleatoriamente.

Uma função de derivação de chaves converte uma senha e um salt em material de chave, tornando cada tentativa de adivinhar a senha mais custosa.

PBKDF2, scrypt e Argon2 são exemplos de métodos de derivação baseados em senha usados em diferentes sistemas.

O salt impede que senhas idênticas gerem automaticamente chaves derivadas idênticas em arquivos diferentes.

Os fatores de custo e os requisitos de memória tornam mais lentas as tentativas de adivinhação offline quando um invasor rouba o arquivo criptografado.

Uma função de derivação forte não consegue tornar totalmente segura uma senha muito fraca.

Os desenvolvedores de carteiras devem selecionar parâmetros analisados que equilibrem a resistência a ataques com um tempo de desbloqueio aceitável nos dispositivos compatíveis.

Senha da carteira vs. frase de recuperação

A senha da carteira e a frase de recuperação geralmente têm finalidades diferentes.

A senha da carteira costuma desbloquear um arquivo criptografado armazenado em um dispositivo.

A frase de recuperação pode recriar as chaves subjacentes da carteira em outro dispositivo compatível.

Alterar ou esquecer a senha local da carteira normalmente não altera a frase de recuperação.

Um invasor que obtenha a frase de recuperação talvez nem precise da senha local da carteira.

Por isso, os usuários precisam proteger a frase de recuperação separadamente do arquivo de carteira criptografado.

Excluir o aplicativo de carteira criptografado não apaga cópias da frase de recuperação armazenadas em outros lugares.

Passphrases BIP-39 e criptografia

Uma passphrase BIP-39 não é simplesmente uma senha que criptografa a frase de recuperação escrita.

A especificação BIP-39 combina a frase mnemônica e uma passphrase opcional por meio de um processo de derivação para produzir uma seed.

Cada passphrase produz uma seed válida e, potencialmente, um conjunto diferente de endereços de carteira.

Digitar a passphrase errada pode abrir uma carteira que parece vazia, em vez de exibir uma mensagem clara de erro de senha.

A frase mnemônica sem a passphrase opcional pode gerar uma carteira diferente.

Os usuários não devem descrever uma passphrase BIP-39 como criptografia comum de arquivos, pois o processo de recuperação e o comportamento em caso de erro são diferentes.

Hardware wallets e criptografia

Uma hardware wallet foi projetada para manter as operações com chaves privadas dentro de um dispositivo dedicado.

O dispositivo pode criptografar o armazenamento confidencial e proteger o acesso com um PIN ou outro método de autenticação.

Sua principal vantagem de segurança é permitir que a assinatura de transações ocorra sem expor a chave privada ao computador conectado.

O guia de segurança da Ethereum recomenda manter as chaves privadas offline para reduzir a exposição a computadores conectados à internet e comprometidos.

Uma hardware wallet não torna todas as transações seguras, pois o usuário ainda pode aprovar endereços, chamadas a contratos, permissões ou mensagens maliciosas.

A frase de recuperação também precisa permanecer protegida, pois pode recriar a carteira sem o dispositivo original.

Backups de carteira criptografados

Um backup criptografado pode proteger dados de carteira armazenados em mídia removível, computadores pessoais ou serviços de armazenamento remoto.

O backup deve usar criptografia autenticada para que seja possível detectar alterações não autorizadas.

A senha ou a chave de descriptografia não deve ser armazenada sem proteção junto ao arquivo criptografado.

Os usuários devem manter cópias independentes suficientes para evitar a perda causada por danos ao dispositivo, danos físicos ou falhas de armazenamento.

Um backup que nunca foi testado pode ser inutilizável devido a corrupção, senha incorreta, formato incompatível ou metadados ausentes.

Os testes devem ser realizados sem expor o segredo da carteira a um ambiente não confiável ou conectado à internet.

Criptografia em trânsito

A criptografia em trânsito protege os dados enquanto eles são transferidos entre dispositivos ou serviços.

Carteiras de criptomoedas usam conexões de rede para se comunicar com nós, serviços RPC, sites, sistemas de assinatura e servidores de aplicativos.

O Transport Layer Security, ou TLS, é usado com frequência para proteger essas conexões de internet.

O padrão TLS 1.3 foi projetado para proteger as comunicações contra interceptação, adulteração e falsificação de mensagens.

O TLS pode proteger a comunicação entre a carteira e o servidor, mas o servidor destinatário ainda pode ler o texto simples depois de descriptografar a conexão.

Por isso, os usuários precisam distinguir a criptografia de transporte da criptografia de ponta a ponta e da confiança no operador do serviço.

Criptografia de RPC

As interfaces de chamada de procedimento remoto permitem que carteiras e aplicativos consultem dados da blockchain e enviem transações.

Uma conexão RPC não criptografada pode expor solicitações, endereços, credenciais de autenticação e transações enviadas a observadores da rede.

O acesso RPC remoto deve usar transporte criptografado com verificação de certificados.

Métodos RPC administrativos sensíveis também devem exigir autenticação, regras de firewall e acesso restrito à rede.

O TLS não impede que o provedor de RPC veja as solicitações que processa.

Executar um nó sob controle próprio pode reduzir a dependência de um provedor externo, mas o nó ainda precisa ser configurado e protegido corretamente.

Criptografia em repouso

A criptografia em repouso protege dados armazenados em um dispositivo, disco, banco de dados, mídia removível ou serviço de backup.

A criptografia de disco completo pode proteger dados quando um computador ou uma unidade desligada é roubada.

A criptografia no nível do aplicativo pode proteger arquivos de carteira específicos, mesmo que outros conteúdos do disco possam ser lidos.

A criptografia de bancos de dados pode proteger registros de clientes, credenciais de API, políticas de assinatura e segredos operacionais.

A criptografia em repouso oferece menos proteção depois que o dispositivo é desbloqueado e o aplicativo tem acesso à chave de descriptografia.

Um malware executado na sessão ativa do usuário pode conseguir ler dados descriptografados.

Criptografia de ponta a ponta

Criptografia de ponta a ponta significa que os dados são criptografados para o destinatário pretendido e, em geral, não podem ser descriptografados por serviços intermediários de rede.

Um servidor pode retransmitir ou armazenar o texto cifrado sem ter a chave de descriptografia do conteúdo.

Aplicativos cripto podem usar criptografia de ponta a ponta para mensagens, solicitações de transação, coordenação de recuperação e dados privados de conta.

A segurança dos dispositivos finais continua sendo fundamental, pois os dados existem em forma legível antes da criptografia e depois da descriptografia.

Metadados como identidade do remetente, identidade do destinatário, tamanho da mensagem, horário e frequência podem continuar visíveis.

Um sistema não deve alegar oferecer privacidade completa apenas porque o conteúdo das mensagens está criptografado.

Criptografia no nível do aplicativo

A criptografia no nível do aplicativo protege os dados antes de serem enviados a um banco de dados, serviço de nuvem, rede de armazenamento descentralizada ou blockchain.

O provedor de armazenamento recebe texto cifrado, e não texto simples.

O aplicativo precisa definir quais usuários podem descriptografar os dados e como suas chaves são distribuídas ou revogadas.

Criptografar um arquivo compartilhado por vários usuários se torna mais complexo quando a composição do grupo muda.

Impedir que um usuário tenha acesso futuro não apaga o texto simples nem as chaves antigas que ele já obteve.

Os desenvolvedores devem definir o modelo de acesso e recuperação antes de armazenar conteúdo permanentemente criptografado em armazenamento distribuído.

Dados criptografados em uma blockchain pública

Os desenvolvedores podem incluir texto cifrado em uma transação de blockchain ou no estado de um contrato inteligente.

Isso pode ocultar o texto simples de imediato, mas não torna a transação invisível.

Os observadores ainda podem ver o remetente, o destinatário, o endereço do contrato, a taxa de transação, o tamanho dos dados, o horário e as relações entre interações repetidas.

O texto cifrado pode continuar disponível enquanto o histórico da blockchain for preservado.

Se a chave de descriptografia for exposta mais tarde ou o algoritmo se tornar vulnerável, os dados históricos poderão se tornar legíveis.

Em geral, dados pessoais confidenciais não devem ser armazenados permanentemente on-chain apenas por estarem criptografados.

Criptografia e contratos inteligentes

Contratos inteligentes públicos comuns não conseguem manter uma chave de descriptografia secreta de todos os participantes da rede e, ao mesmo tempo, usar essa chave durante a execução pública.

O bytecode, as entradas, o armazenamento e os resultados da execução dos contratos geralmente são visíveis ou podem ser reproduzidos pelos nós.

Armazenar uma chave de descriptografia no armazenamento de um contrato não a torna privada.

Ofuscar uma chave por meio de codificação ou dividi-la entre valores visíveis também não oferece confidencialidade confiável.

A privacidade de contratos inteligentes exige um protocolo projetado especificamente para proteger a computação privada ou provar resultados sem revelar todas as entradas.

Os desenvolvedores devem presumir que qualquer segredo enviado diretamente a um contrato público comum pode se tornar público.

Provas de conhecimento zero vs. criptografia

Uma prova de conhecimento zero permite que uma parte prove que uma afirmação é verdadeira sem revelar todas as informações privadas subjacentes.

A criptografia oculta dados para que uma parte autorizada possa descriptografá-los posteriormente.

Essas técnicas resolvem problemas diferentes e podem ser usadas em conjunto.

Um sistema de transações privadas pode criptografar dados para usuários autorizados e, ao mesmo tempo, usar uma prova de conhecimento zero para mostrar que a transação oculta segue as regras do protocolo.

Uma prova de conhecimento zero não oculta automaticamente metadados da rede, endereços de carteira, informações do navegador nem todas as entradas públicas.

Aplicativos de privacidade precisam analisar todo o fluxo de informações, em vez de se concentrarem apenas no circuito da prova.

Criptografia homomórfica

A criptografia homomórfica permite realizar determinados cálculos em dados criptografados sem revelar primeiro o texto simples.

O resultado descriptografado corresponde a um cálculo feito com as informações originais.

A criptografia totalmente homomórfica busca permitir cálculos amplos com texto cifrado.

Essa tecnologia poderia ser usada em análises confidenciais de blockchain ou na lógica de contratos inteligentes, mas ainda exige muitos recursos computacionais para diversos usos em larga escala.

As implementações também precisam de gerenciamento seguro de chaves, controle de acesso, computação verificável e proteção contra vazamento de metadados.

A criptografia homomórfica não deve ser tratada como um substituto simples para a execução comum de blockchain.

Criptografia limiar

A criptografia limiar divide a autoridade de descriptografia entre vários participantes.

Um número mínimo de participantes precisa cooperar antes que os dados protegidos possam ser descriptografados.

Nenhum participante precisa deter sozinho a capacidade completa de descriptografia.

Protocolos cripto podem usar criptografia limiar em sistemas de lances sigilosos, divulgação adiada, governança privada ou ordenação protegida de transações.

O design precisa definir como os participantes são selecionados, como as chaves são geradas, o que acontece quando alguns membros ficam offline e como lidar com partes maliciosas.

A criptografia limiar é diferente de uma carteira multisig: uma controla a descriptografia, enquanto a outra normalmente controla a autorização de transações.

Criptografia vs. segurança multisig

Uma carteira multisig exige várias aprovações antes que uma transação possa ser autorizada.

A criptografia controla quem pode ler informações protegidas.

Uma carteira pode usar os dois mecanismos, mas eles não substituem um ao outro.

Criptografar uma chave privada não cria vários aprovadores independentes de transações.

Uma política multisig não criptografa automaticamente detalhes de transações nem arquivos de backup.

Sistemas de custódia robustos separam autorização, confidencialidade, backup, recuperação e responsabilidades operacionais.

Criptografia vs. computação multipartidária

A computação multipartidária permite que várias partes calculem um resultado sem que cada participante revele todas as suas entradas privadas.

Sistemas de custódia cripto podem usar técnicas multipartidárias para gerar assinaturas sem reconstruir uma chave privada completa em um único dispositivo.

Isso não é o mesmo que criptografar um arquivo de chave privada com uma senha.

Um protocolo multipartidário tem suas próprias premissas sobre honestidade dos participantes, comunicação, backups, limites e comprometimento de dispositivos.

Mensagens criptografadas ainda podem ser usadas para proteger a comunicação entre os participantes.

Gerenciamento de chaves

O gerenciamento de chaves abrange todo o ciclo de vida das chaves criptográficas.

Isso inclui geração, distribuição, armazenamento, ativação, uso, rotação, backup, recuperação, revogação, arquivamento e destruição.

Um algoritmo de criptografia tecnicamente robusto pode falhar quando suas chaves são copiadas para logs, código-fonte, capturas de tela, chamados de suporte ou repositórios públicos.

As organizações devem limitar o acesso às chaves aos sistemas e às pessoas que precisam delas.

Chaves de assinatura e criptografia de alto valor podem exigir hardware dedicado, segregação de funções, registros de acesso e procedimentos de recuperação testados.

A perda de uma chave de criptografia pode tornar os dados corretamente criptografados permanentemente inacessíveis.

Rotação de chaves

A rotação de chaves substitui uma chave criptográfica antiga por uma nova.

A rotação pode limitar a quantidade de dados expostos caso uma chave seja comprometida.

Um sistema pode criptografar novos registros com a nova chave e manter acesso controlado às chaves antigas para descriptografar dados históricos.

Criptografar novamente um grande arquivo pode exigir bastante tempo e um tratamento cuidadoso de falhas.

Aplicativos de blockchain também precisam considerar dados imutáveis que não podem ser removidos após a troca de uma chave.

Um plano de rotação de chaves deve definir identificadores de versão, procedimentos de migração, regras de reversão e a desativação segura das chaves antigas.

Criptografia envelope

A criptografia envelope protege os dados com uma chave de criptografia de dados gerada aleatoriamente.

Uma chave de criptografia de chaves separada protege a chave de criptografia de dados.

Cada arquivo ou registro pode ter uma chave de dados diferente, enquanto uma chave centralizada ou protegida por hardware controla o acesso a essas chaves.

Essa estrutura pode simplificar a rotação, pois o sistema talvez consiga criptografar novamente as chaves de dados sem criptografar de novo todos os dados subjacentes.

A perda da chave de criptografia de chaves ou do sistema de acesso a ela pode afetar muitos registros protegidos.

A infraestrutura cripto deve aplicar controles de acesso rigorosos e manter backups de todos os níveis da hierarquia de chaves.

Criptografia e aleatoriedade

A criptografia segura depende de aleatoriedade de alta qualidade para chaves, nonces, salts e segredos temporários.

Valores aleatórios previsíveis podem permitir que invasores adivinhem chaves ou recuperem informações protegidas.

Funções aleatórias comuns de linguagens de programação podem ser inadequadas para uso criptográfico.

Os desenvolvedores devem usar o sistema operacional ou uma biblioteca criptográfica analisada que ofereça geração segura de números aleatórios.

É preciso verificar se máquinas virtuais, dispositivos incorporados e sistemas recém-iniciados têm entropia suficiente.

Os usuários não devem criar chaves de carteira escolhendo palavras, resultados de dados, datas ou padrões por conta própria, a menos que sigam um método de geração de entropia cuidadosamente analisado.

A criptografia não protege um dispositivo comprometido

A criptografia protege os dados enquanto o invasor não tiver acesso à chave necessária nem ao texto simples.

Um malware pode roubar informações antes da criptografia ou depois da descriptografia.

Um keylogger pode capturar a senha da carteira quando o usuário a digita.

Um malware de área de transferência pode substituir um endereço cripto mesmo que o arquivo da carteira esteja criptografado.

Um malware de captura de tela pode registrar uma frase de recuperação quando ela é exibida.

A segurança do dispositivo, as atualizações de software, a verificação de transações e a proteção física continuam sendo necessárias.

Criptografia e phishing

Um site de phishing pode usar uma conexão HTTPS criptografada válida.

O ícone de cadeado mostra que a conexão com o domínio exibido é criptografada, não que o site seja confiável.

Um invasor pode obter um certificado para um domínio enganoso e enviar de forma segura uma solicitação maliciosa de aprovação ou assinatura.

Os usuários devem verificar o domínio, a solicitação da carteira, o endereço do contrato, a rede, o ativo, o valor e a permissão antes de prosseguir.

A criptografia protege o canal de comunicação, mas não valida a intenção financeira da solicitação.

Criptografia e disponibilidade de dados

Os dados criptografados só são úteis se os usuários autorizados puderem obter tanto o texto cifrado quanto o material de descriptografia necessário.

Um arquivo em armazenamento descentralizado pode desaparecer se nenhum participante continuar armazenando-o.

Um dispositivo de hardware pode falhar enquanto contém a única cópia de uma chave.

Uma senha pode ser esquecida, ou um participante que compartilha a chave pode ficar indisponível.

Designs seguros equilibram confidencialidade com backups resilientes e recuperação.

Criar muitas cópias desprotegidas da chave pode aumentar a disponibilidade e, ao mesmo tempo, destruir a confidencialidade.

Criptografia pós-quântica

Computadores quânticos grandes e tolerantes a falhas poderiam ameaçar algoritmos de chave pública amplamente usados que se baseiam em problemas de fatoração ou logaritmo discreto.

A criptografia pós-quântica usa algoritmos projetados para resistir a ataques de computadores clássicos e quânticos.

Em agosto de 2024, o NIST aprovou seus três primeiros padrões de criptografia pós-quântica.

O anúncio dos padrões pós-quânticos do NIST inclui o FIPS 203 para estabelecimento de chaves ML-KEM e os FIPS 204 e FIPS 205 para assinaturas digitais.

ML-KEM é um mecanismo de encapsulamento de chaves, não um substituto direto para a criptografia simétrica de dados.

Ele pode ser usado para estabelecer um segredo compartilhado, e depois os dados podem ser criptografados com uma cifra simétrica autenticada.

Risco quântico para criptomoedas

O risco quântico afeta a criptografia e as assinaturas de criptomoedas de maneiras diferentes.

Os sistemas de assinatura de chave pública talvez precisem, no futuro, migrar para alternativas resistentes a computadores quânticos.

A criptografia simétrica também é afetada por técnicas de busca quântica, mas o aumento do tamanho das chaves pode oferecer proteção adicional.

Em geral, o AES-256 é considerado uma opção mais conservadora do que o AES-128 para proteção de longo prazo contra possíveis avanços na busca quântica.

As redes cripto não podem migrar com segurança apenas com a mudança de um aplicativo de carteira, pois formatos de transação, regras de endereços, contratos inteligentes, nós e sistemas de custódia podem exigir coordenação.

Os usuários devem seguir as orientações oficiais de atualização dos protocolos, em vez de transferir ativos com base em alegações sem fundamento sobre computação quântica.

Benefícios da criptografia em cripto

A criptografia pode proteger segredos de carteira quando um dispositivo de armazenamento ou arquivo de backup é roubado.

Ela pode reduzir a exposição de informações confidenciais enviadas por uma rede não confiável.

Ela pode proteger mensagens privadas, credenciais de API, registros de conta e informações de recuperação.

Ela pode permitir o compartilhamento controlado de dados em aplicativos blockchain.

A criptografia autenticada pode detectar alterações não autorizadas e também ocultar o conteúdo.

Designs híbridos e de criptografia limiar podem distribuir o acesso com mais segurança do que um único segredo compartilhado em texto simples.

A criptografia pode reduzir riscos, mas não garante a segurança dos ativos nem substitui a análise cuidadosa das transações.

Limitações da criptografia

A criptografia não impede que um usuário autorizado compartilhe intencionalmente o texto simples.

Ela não oculta todas as formas de metadados.

Ela não protege os dados depois que a chave de descriptografia é roubada.

Ela não recupera ativos transferidos por meio de uma transação válida, mas maliciosa.

Ela não torna confidencial a execução de contratos inteligentes públicos sem tecnologia adicional de privacidade.

Ela não garante que o software esteja livre de falhas de implementação.

Ela também pode causar perda permanente de dados quando a única chave de descriptografia ou senha é perdida.

Como os desenvolvedores devem usar a criptografia

Os desenvolvedores devem começar definindo claramente o modelo de ameaças e determinando quais informações exigem confidencialidade.

Devem usar bibliotecas criptográficas mantidas e métodos padronizados de criptografia autenticada.

As chaves devem ser geradas com aleatoriedade segura e nunca devem ser inseridas diretamente em código-fonte público.

Os requisitos de nonces e IVs devem ser seguidos à risca.

Dados protegidos por senha devem usar uma função de derivação de chaves com salt adequado e parâmetros analisados.

As mensagens de erro não devem revelar se partes específicas dos dados secretos estavam corretas.

Os desenvolvedores devem testar textos cifrados corrompidos, senhas incorretas, reutilização de nonces, arquivos truncados, chaves expiradas e migrações interrompidas.

As análises de segurança devem abranger todo o ciclo de vida das chaves, e não apenas a função de criptografia.

Como usuários de cripto podem usar a criptografia com segurança

O primeiro passo é entender se uma senha criptografa um arquivo de carteira local, altera a derivação da carteira ou controla uma conta online.

O segundo passo é usar uma senha forte e exclusiva para os dados criptografados da carteira.

O terceiro passo é proteger as frases de recuperação separadamente, pois a criptografia local talvez não as proteja.

O quarto passo é manter backups seguros tanto do texto cifrado quanto das informações de recuperação necessárias.

O quinto passo é testar a recuperação antes de depositar uma quantidade significativa de criptoativos.

O sexto passo é evitar inserir segredos de carteira em sites, mensagens ou formulários de suporte.

O sétimo passo é verificar os detalhes da transação em uma tela confiável antes de assinar.

O oitavo passo é manter atualizados o software da carteira, os sistemas operacionais, os navegadores e os dispositivos.

O nono passo é usar conexões de rede criptografadas sem tratar o HTTPS como prova de que um site é legítimo.

O décimo passo é planejar o que fazer se a senha, o dispositivo ou o detentor da chave ficar indisponível.

Exemplo de criptografia de backup de carteira

Suponha que Alice crie um backup de carteira contendo material confidencial de chaves.

A carteira gera um salt aleatório e deriva uma chave de criptografia da senha de Alice com uma função de derivação de chaves baseada em senha.

A carteira gera um nonce exclusivo e criptografa o backup com criptografia autenticada.

Ela armazena o texto cifrado, o salt, o nonce, os parâmetros de derivação e a tag de autenticação em um arquivo estruturado.

Um ladrão que roube apenas o arquivo ainda precisará adivinhar a senha de Alice e testar cada tentativa por meio do processo de derivação, que exige muitos recursos.

Uma senha forte e parâmetros de custo adequados podem dificultar bastante esse ataque.

Alice mantém o backup criptografado em mais de um local seguro e guarda a senha separadamente.

Ela testa o procedimento de recuperação em um ambiente controlado antes de depender do backup.

Se Alice esquecer a senha e não tiver outro método de recuperação, o backup criptografado poderá se tornar permanentemente inutilizável.

Erros comuns de criptografia

Um erro comum é presumir que as transações de criptomoedas são privadas porque usam criptografia.

Outro erro é confundir assinaturas digitais com criptografia.

Um terceiro erro é tratar Base64, hexadecimal ou outro formato de codificação como criptografia.

Um quarto erro é armazenar a senha de descriptografia junto ao arquivo de carteira criptografado.

Um quinto erro é usar uma senha humana fraca sem uma função de derivação de chaves adequada.

Um sexto erro é reutilizar um nonce em um modo de criptografia que exige exclusividade.

Um sétimo erro é criptografar dados sem um mecanismo de autenticação.

Um oitavo erro é armazenar dados confidenciais criptografados permanentemente on-chain sem considerar uma possível exposição futura da chave.

Um nono erro é presumir que uma hardware wallet criptografada elimina o risco de transações maliciosas.

Um décimo erro é não testar a restauração do backup antes de perder a carteira original.

Perguntas frequentes

O que significa criptografia no contexto das criptomoedas?

Criptografia significa transformar dados de carteira, mensagens, backups ou outras informações em texto cifrado que exige uma chave autorizada para ser descriptografado.

As transações de criptomoedas são criptografadas?

A maioria das transações em blockchains públicas é assinada e verificável publicamente, em vez de criptografada.

Por que as transações de blockchain são assinadas, e não criptografadas?

Os participantes da rede precisam ler e verificar as instruções da transação, enquanto a assinatura comprova que a chave autorizada as aprovou.

Qual é a diferença entre criptografia e criptografia aplicada?

A criptografia de dados é uma parte da criptografia aplicada, que também inclui hashing, assinaturas, provas, compromissos e métodos de estabelecimento de chaves.

Qual é a diferença entre criptografia e hashing?

A criptografia é reversível com a chave apropriada, enquanto o hashing seguro é projetado como uma transformação unidirecional.

Qual é a diferença entre criptografia e codificação?

A criptografia exige material de chave protegido, enquanto a codificação apenas altera a representação dos dados e normalmente pode ser revertida por qualquer pessoa.

O que é criptografia simétrica?

A criptografia simétrica usa a mesma chave secreta, ou chaves secretas estreitamente relacionadas, para criptografar e descriptografar dados.

O que é criptografia assimétrica?

A criptografia assimétrica usa uma chave pública para criptografar e a chave privada correspondente para descriptografar.

O que é criptografia híbrida?

A criptografia híbrida protege os dados com uma chave simétrica e protege essa chave por meio de um mecanismo de chave pública.

O que é AES?

AES é uma cifra de bloco simétrica padronizada, disponível com chaves de 128, 192 e 256 bits.

O que é criptografia autenticada?

A criptografia autenticada oculta o texto simples e detecta alterações não autorizadas nos dados protegidos.

O que é um nonce de criptografia?

Um nonce é um valor adicional que precisa atender aos requisitos de exclusividade ou imprevisibilidade do método de criptografia selecionado.

A senha da carteira é igual à chave privada?

Não. A senha da carteira pode desbloquear um arquivo criptografado, enquanto a chave privada autoriza diretamente as transações da conta correspondente.

A senha da carteira protege a frase de recuperação?

Não necessariamente, pois a frase de recuperação pode recriar a carteira independentemente do arquivo criptografado local.

Uma passphrase BIP-39 é uma forma comum de criptografia?

Não. Ela altera a seed derivada e cria uma carteira diferente, em vez de apenas descriptografar um arquivo mnemônico armazenado.

O que é um keystore criptografado?

Um keystore criptografado é um arquivo estruturado que contém material de chave privada criptografado e os parâmetros necessários para derivar e verificar sua chave de descriptografia.

Uma carteira criptografada pode ser invadida?

Sim. Invasores podem adivinhar uma senha fraca, explorar o software da carteira, capturar a senha, ler a memória descriptografada ou enganar o usuário para que autorize uma transação maliciosa.

Uma hardware wallet usa criptografia?

Uma hardware wallet pode criptografar o armazenamento interno, mas sua principal finalidade é isolar as operações com chaves privadas do computador conectado.

O HTTPS torna seguro um site de criptomoedas?

Não. O HTTPS criptografa a conexão com o domínio, mas não comprova que o site ou a solicitação de transação sejam confiáveis.

Contratos inteligentes podem manter chaves de criptografia secretas?

Contratos inteligentes públicos comuns não podem armazenar com segurança uma chave secreta que precise permanecer oculta de todos os participantes da rede.

É possível armazenar dados criptografados on-chain?

Sim, mas o texto cifrado e os metadados da transação continuam públicos, e uma futura exposição da chave pode revelar o texto simples armazenado permanentemente.

Provas de conhecimento zero são criptografia?

Não. Provas de conhecimento zero demonstram a veracidade de uma afirmação sem revelar todas as entradas privadas, enquanto a criptografia oculta dados que podem ser recuperados.

O que é criptografia limiar?

A criptografia limiar exige a cooperação de um número definido de participantes para que os dados protegidos possam ser descriptografados.

A criptografia pode recuperar criptomoedas roubadas?

Não. A criptografia não pode reverter uma transferência válida na blockchain nem recuperar ativos enviados a um invasor.

O que acontece quando uma chave de criptografia é perdida?

Os dados corretamente criptografados podem se tornar permanentemente inacessíveis quando não resta nenhuma cópia utilizável da chave de descriptografia nem outro método de recuperação.

O que é criptografia pós-quântica?

A criptografia pós-quântica usa sistemas de estabelecimento de chaves e criptografia projetados para resistir a ataques de futuros computadores quânticos.

A criptografia atual das carteiras é resistente a computadores quânticos?

Muitos sistemas de assinatura de criptomoedas amplamente usados não foram projetados para resistir a um computador quântico futuro suficientemente poderoso.

Uma criptografia forte garante a segurança das criptomoedas?

Não. A segurança também depende dos dispositivos, do software, do gerenciamento de chaves, dos backups, das permissões, da análise das transações e do comportamento do usuário.

Conclusão

A criptografia transforma informações legíveis em texto cifrado que as partes autorizadas podem recuperar com a chave criptográfica correta.

No contexto das criptomoedas, ela protege arquivos de carteira, backups de chaves privadas, credenciais, mensagens, registros armazenados e conexões de rede.

Ela não deve ser confundida com assinaturas digitais, hashing ou codificação de dados.

Em geral, as transações em blockchains públicas são assinadas e visíveis publicamente, em vez de criptografadas.

A criptografia simétrica protege grandes volumes de dados com eficiência, enquanto a criptografia assimétrica ajuda a estabelecer chaves e a proteger dados destinados a destinatários específicos.

Os sistemas modernos costumam combinar esses métodos por meio de criptografia híbrida e autenticada.

A criptografia de carteira reduz o risco causado por arquivos roubados, mas não protege segredos depois que um malware captura a senha ou a chave descriptografada.

Frases de recuperação, senhas locais de carteira e passphrases BIP-39 precisam ser compreendidas e protegidas de acordo com suas funções distintas.

Os desenvolvedores precisam usar algoritmos analisados, aleatoriedade segura, nonces exclusivos, derivação robusta de chaves, autenticação e procedimentos completos de gerenciamento de chaves.

Os usuários precisam manter backups testados, verificar os detalhes das transações, proteger seus dispositivos e evitar tratar HTTPS ou a criptografia de hardware como prova de que um aplicativo é confiável.

Os padrões pós-quânticos começam a oferecer novas opções de estabelecimento de chaves e assinatura, mas a migração de criptomoedas exigirá coordenação cuidadosa entre carteiras, protocolos e infraestrutura.

Compreender a criptografia ajuda os usuários de cripto a separar a confidencialidade da autorização de transações e a tomar decisões melhores sobre carteiras, backups, privacidade e segurança de ativos a longo prazo.