Além da criptografia: Por que a computação quântica pode ser mais um avanço científico do que uma ameaça à segurança cibernética.

No último agosto, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) lançou os primeiros três “padrões de criptografia pós-quântica” projetados para resistir a um ataque de um computador quântico. Por anos, especialistas em criptografia se preocuparam que a chegada da computação quântica pudesse significar o fim dos métodos de criptografia tradicionais. Com a tecnologia agora firmemente no horizonte, os novos padrões do NIST representam o primeiro passo significativo em direção a proteções pós-quânticas.

Mas será que a computação quântica é a ameaça à criptografia que se fez parecer? Embora seja verdade que os computadores quânticos poderão quebrar a criptografia tradicional mais rapidamente e facilmente, ainda estamos longe da “caixa de decriptação sem segredos” imaginada no filme de 1992 Sneakers. Com as demandas de energia e o poder de computação ainda sendo fatores limitantes, aqueles com acesso a computadores quânticos provavelmente estão considerando utilizar a tecnologia de maneira mais eficaz em outras áreas — como ciência, farmacêutica e saúde.

Lembra da teoria do microscópio eletrônico?

Trabalhei por muito tempo em forense digital, e isso me deu uma perspectiva única sobre os desafios da computação quântica. Em 1996, Peter Gutman publicou um artigo intitulado “Exclusão Segura de Dados de Memória Magnética e Sólida”, que teorizava que dados deletados poderiam ser recuperados de um disco rígido usando um microscópio eletrônico. Isso era possível? Talvez — mas, no final das contas, o processo seria incrivelmente trabalhoso, exigente em recursos e pouco confiável. Mais importante, não demorou muito para que os discos rígidos passessem a armazenar informações de maneira tão densa que mesmo um microscópio eletrônico não teria esperança de recuperar dados deletados.

De fato, quase não existem evidências de que um microscópio eletrônico tenha sido usado com sucesso para esse fim, e testes modernos confirmam que o método nem é prático nem confiável. Mas o medo era real — e levou o Departamento de Defesa dos EUA (DOD) a emitir seu famoso método de “limpeza de 7 passagens” para eliminar qualquer evidência forense que um microscópio eletrônico pudesse teoricamente detectar. Devemos tomar tais precauções extras com dados sensíveis ou classificados? Claro. Mas a ameaça não era de forma alguma tão grave quanto se fazia crer. Quando se trata de computação quântica, podemos estar seguindo um caminho semelhante.

A realidade prática da computação quântica

Primeiro, é importante entender como a computação quântica funciona. Apesar da maneira como os filmes gostam de retratar hackers, não é uma varinha mágica que acabará instantaneamente com a criptografia como a conhecemos. Ela ainda precisará ser alimentada com mensagens individuais e encarregada de quebrar a criptografia — o que significa que os atacantes precisarão ter uma boa ideia de quais mensagens contêm informações valiosas. Isso pode parecer fácil, mas mais de 300 bilhões de e-mails são enviados todos os dias, junto com trilhões de textos. Existem maneiras de restringir o escopo da busca, mas ainda exige que o atacante empregue uma enorme quantidade de poder computacional no problema.

Isso me leva à verdadeira questão: o poder computacional não é infinito. A computação quântica está na vanguarda da tecnologia, o que significa que seu hacker médio ou coletivo de hackers não conseguirá acessá-la. Os únicos que terão acesso a computadores quânticos (e à energia necessária para operá-los) serão atores estatais e grandes corporações como Google, Microsoft e empresas de IA. Para colocar de forma simples, a computação quântica inicialmente será cara e não será tão rápida para chegar ao mercado quanto muitos têm opinado — e isso significa que os estados-nação terão apenas uma quantidade limitada de poder computacional à disposição. A questão, então, é a seguinte: quebrar os protocolos de criptografia é realmente o que eles planejam gastar isso?

Os verdadeiros casos de uso para quantum

A resposta é um forte…talvez. Para mim, as verdadeiras vantagens da computação quântica estão na pesquisa, competição econômica e influência global. Isso não significa que os computadores quânticos não serão usados para quebrar criptografia se um estado-nação hostil conseguir algo que sabem que é bom — mas não será a maneira primária como a tecnologia será utilizada. Veja desta forma: se você é uma potência estrangeira com acesso aos modelos de computador mais avançados do mundo, em que os utilizaria? Você iria em busca de um estoque de comunicações criptografadas ou dedicaria esse tempo crítico, energia e computação para curar o câncer, erradicar a demência ou criar novos materiais avançados? Para mim, isso é uma coisa óbvia. Um atacante individual pode estar em busca de ganhos de curto prazo, mas as nações pensarão a longo prazo.

A computação quântica provavelmente fará avanços significativos no desenvolvimento de novos materiais e catalisadores, levando à criação de compósitos mais fortes e leves para a manufatura e catalisadores mais reativos para processos químicos. Isso por si só tem o potencial de revolucionar várias indústrias, proporcionando um ganho a longo prazo muito maior para a nação que implementar a tecnologia. A computação quântica também mostrou promessas na indústria farmacêutica, ajudando pesquisadores a desenvolver medicamentos mais eficazes e outros tratamentos em uma fração do tempo. A tecnologia está até sendo usada para melhorar as capacidades de viagens espaciais ao permitir cálculos de trajetória mais rápidos, tornando a navegação mais precisa e otimizando o uso de combustível.

Essa questão se resume a uma análise de custo-benefício. Somente estados-nação e grandes corporações terão acesso à computação quântica em breve — e eles realmente gastarão seu poder computacional limitado quebrando algoritmos de criptografia quando poderiam estar, em vez disso, impulsionando sua produção econômica e dominando os mercados financeiros? Isso não quer dizer que todos os casos de uso da computação quântica são bons — nas mãos erradas, poderia certamente ser usada de maneiras perigosas. Mas com tanto foco sobre o chamado “apocalipse quântico” que alguns acreditam estar à espreita, o contexto importa.

Quebrar a criptografia está na lista de casos de uso da computação quântica? Sim. Mas não está no topo da lista. Portanto, antes de gastarmos bilhões de dólares para retirar e substituir todos os algoritmos criptográficos em uso, pode ser hora de respirar fundo e considerar como a computação quântica será realmente utilizada.

Rob Lee é chefe de pesquisa e diretor de faculty no SANS Institute.