Gerador de números aleatórios quânticos promete mais proteção

Da Redação
05/09/2023

A troca digital de informações pode ser mais segura, barata e ecológica com a ajuda de um novo tipo de gerador de números aleatórios para criptografia desenvolvido na Universidade de Linköping, na Suécia. Os pesquisadores por trás do estudo acreditam que a nova tecnologia abre caminho para um novo tipo de comunicação quântica.

Em um mundo cada vez mais conectado, a segurança cibernética está se tornando cada vez mais importante para proteger não apenas indivíduos, mas também infraestruturas nacionais e sistemas bancários. Simultaneamente, há uma corrida contínua entre os hackers e aqueles que tentam proteger as informações. A criptografia continua sendo a principal estratégia para proteção das informações. Assim, quando a pessoa envia e-mails, faz compras online ou paga contas, seus dados são criptografados digitalmente.

Os geradores de números aleatórios, que podem ser software ou hardware de computador, desempenham um papel fundamental na criptografia. Esses geradores oferecem as chaves que são usadas para criptografar e desbloquear as informações na extremidade de recebimento.

Os pesquisadores da Universidade de Linköping ressaltam que diferentes tipos de geradores de números aleatórios fornecem níveis distintos de aleatoriedade e, portanto, segurança. O hardware é a opção muito mais segura, pois a aleatoriedade é controlada por processos físicos. E o método de hardware que fornece a melhor aleatoriedade é baseado em fenômenos quânticos — o que os pesquisadores chamam de gerador de números aleatórios quânticos (QRNG, na sigla em inglês).

“Na criptografia, não é apenas importante que os números sejam aleatórios, mas que o usuário seja o único que os conheça. Com QRNGs é possível certificar que uma grande quantidade dos bits gerados é privada e, portanto, completamente segura. E se as leis da física quântica forem verdadeiras, deve ser impossível espionar sem que o receptor descubra”, diz Guilherme B. Xavier, pesquisador do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Linköping.

Seu grupo de pesquisa, em conjunto com pesquisadores do Departamento de Física, Química e Biologia (IFM), desenvolveu um novo tipo de QRNG, que pode ser usado para criptografia, mas também para apostas e simulações computacionais. A nova característica do QRNG dos pesquisadores de Linköping é o uso de diodos emissores de luz feitos a partir do material semelhante a cristal perovskita, mineral relativamente raro que ocorre na forma de cristais ortorrômbicos (pseudocúbicos). 

O gerador de números aleatórios da Universidade de Linköping está entre os mais bem produzidos e se compara bem a produtos similares. Graças às propriedades das perovskitas, tem o potencial de ser mais barato e mais amigo do ambiente.

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Feng Gao, professor do IFM e pesquisador de perovskitas há mais de uma década, acredita que o recente desenvolvimento dos diodos emissores de luz perovskita (PeLEDs) significa que há uma oportunidade de revolucionar, por exemplo, os instrumentos ópticos. “É possível usar, por exemplo, um laser tradicional para QRNG, mas é caro. Se a tecnologia eventualmente encontrar seu caminho para eletrônicos de consumo, é importante que o custo seja mantido baixo e que a produção seja o mais ecológica possível. Além disso, os PeLEDs não precisam de tanta energia para funcionar”, diz Gao.

O próximo passo é desenvolver ainda mais o material para tornar a perovskita livre de chumbo e estender sua vida útil, que atualmente é de 22 dias. De acordo com Xavier, seu novo QRNG pode estar disponível para uso em segurança cibernética dentro de cinco anos. “É uma vantagem se os componentes eletrônicos que serão usados para dados sensíveis forem fabricados na Suécia. Se você comprar um kit gerador de aleatoriedade completo de outro país, não pode ter certeza de que ele não está sendo monitorado.”

O estudo foi financiado pelo Conselho de Pesquisa da Suécia, pela Fundação Knut e Alice Wallenberg por meio do Wallenberg Centre for Quantum Technology e pelo Conselho Europeu de Pesquisa.

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