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O que é a criptografia pós-quântica?

Os computadores quânticos ainda não existem na escala necessária para quebrar a encriptação atual, mas os adversários já estão a recolher os seus dados encriptados para os desencriptarem mais tarde.

A criptografia pós-quântica é a forma como fechamos essa janela antes que o possa colocar em risco.

A ameaça de "recolher agora, desencriptar mais tarde"

Embora os computadores quânticos capazes de quebrar a encriptação de chave pública, como o RSA e a criptografia de curva elíptica, ainda não estejam disponíveis, poderão ainda assim ter um impacto real nos problemas de segurança atuais quando surgirem. Os atacantes mais sofisticados de hoje estão a aplicar uma estratégia designada por "recolher agora, desencriptar mais tarde", na qual intercetam e arquivam as suas comunicações encriptadas agora, aguardando depois por computadores quânticos suficientemente potentes para as decifrar.

Qualquer informação sensível que envie hoje, como registos médicos, comunicações jurídicas ou correspondência privada, poderá estar em risco mais tarde. É por isso que a transição para algoritmos resistentes à computação quântica precisa de acontecer muito antes de a ameaça se materializar, porque a substituição da encriptação em toda a internet demora anos.

Como funcionam os computadores quânticos

Eis a diferença entre os computadores tradicionais e os quânticos:

Um computador tradicional funciona com bits

Cada bit é 0 ou 1, e um computador tradicional tem de testar as chaves de encriptação uma a uma. É sequencial, como experimentar cada chave de um chaveiro.

Um computador quântico funciona com qubits

Um qubit (bit quântico) pode ser tanto 0 como 1 em simultâneo (sobreposição), permitindo que os algoritmos quânticos explorem várias possibilidades de uma só vez. É como experimentar todas as chaves do chaveiro ao mesmo tempo.

Atualmente, a maior parte da criptografia de chave pública baseia-se em problemas matemáticos que são fáceis numa direção e difíceis na inversa, como multiplicar dois números primos grandes (fácil) versus fatorizar o resultado de volta em primos (difícil).

O algoritmo de Shor(nova janela), concebido para computadores quânticos, ataca precisamente essa dificuldade. Iria comprometer o RSA e a criptografia de curva elíptica (incluindo o Curve25519), que constituem a base do e-mail encriptado, do TLS e das VPNs(nova janela) atualmente.

O estado da computação quântica

A boa notícia: nenhum computador quântico atual está perto de ameaçar a encriptação do mundo real. A diferença entre as máquinas atuais e o que seria necessário é enorme.

4.099

Qubits lógicos (ideais) estimados para quebrar o RSA-2048

1.500 – 2.000

Qubits lógicos (ideais) estimados para quebrar a criptografia de curva elíptica

50M+

Qubits físicos necessários com correção de erros realista para fazer o mesmo

Nenhum

Máquinas atuais capazes de quebrar a encriptação do mundo real

Aumentar a escala para os milhões de qubits físicos necessários é um enorme desafio de engenharia que nenhuma instituição resolveu. No entanto, a maioria dos especialistas acredita que um computador quântico criptograficamente relevante é uma questão de quando, e não de se. As estimativas de prazos variam entre uma década e várias décadas. A incerteza é precisamente a razão pela qual a transição para a criptografia pós-quântica precisa de começar já.

O que é a criptografia pós-quântica?

A criptografia pós-quântica (PQC) é uma nova geração de algoritmos de encriptação concebidos para serem seguros tanto contra computadores clássicos como quânticos. Ao contrário da distribuição de chaves quânticas (que requer hardware especial), os algoritmos de PQC são executados em computadores comuns e podem ser implementados como atualizações de software — o que significa que podem substituir os algoritmos vulneráveis de hoje sem nova infraestrutura.

Em 2024, o National Institute of Standards and Technology (NIST) dos EUA finalizou as suas primeiras normas de PQC. Os principais algoritmos candidatos baseiam-se em problemas de redes — uma classe diferente de matemática que o algoritmo de Shor não consegue acelerar. Ao contrário da fatorização de números inteiros grandes, não se sabe se a dificuldade dos problemas de redes se recolhe sob um ataque quântico.

Por que não substituir simplesmente os algoritmos clássicos?

A criptografia pós-quântica padronizada e amplamente implementada ainda é recente e não teve as décadas de escrutínio público que o RSA e a criptografia de curva elíptica tiveram. A abordagem mais segura é a criptografia híbrida: sobrepor um algoritmo pós-quântico a um clássico. Os seus dados estão protegidos, a menos que um atacante quebre ambos em simultâneo, o que exigiria um avanço quântico e outro clássico.

Como a Proton já agiu

A proteção pós-quântica foi lançada no Proton Mail em maio de 2026, estando disponível em todos os planos. Uma vez ativado, o Proton Mail gera chaves preparadas para a era pós-quântica para novos e-mails encriptados, protegendo as suas mensagens tanto contra as ameaças de hoje como contra os computadores quânticos de amanhã.

Liderar a padronização de PQC

Trabalhando em conjunto com criptógrafos do Gabinete Federal de Segurança da Informação (BSI) da Alemanha, a Proton coescreveu a primeira extensão pós-quântica para o OpenPGP(nova janela) — o padrão aberto utilizado para e-mail encriptado em todo o mundo. Isto garante que a proteção pós-quântica funciona entre a Proton e outros fornecedores, e não apenas no próprio ecossistema da Proton.

Os melhores algoritmos da sua classe

Utilizando uma combinação de algoritmos clássicos e pós-quânticos (criptografia híbrida), este novo padrão oferece a máxima segurança. Os seus dados estarão seguros, a menos que o atacante quebre tanto a criptografia clássica como a quântica. A componente pós-quântica utiliza algoritmos baseados em redes, uma vez que oferecem uma boa segurança e desempenho.

  • CRYSTALS-Kyber + X25519 para encriptação
  • CRYSTALS-Dilithium + Ed25519 para assinaturas digitais

Chaves simétricas persistentes

Também estamos a trabalhar num novo padrão(nova janela) para voltar a encriptar e-mails com chaves mais seguras e descontinuar as antigas sem deixar de aceder. Isto garante que os e-mails recebidos no passado estão seguros contra computadores quânticos.

A Alice volta a encriptar as mensagens que recebeu no passado para garantir que estão seguras contra computadores quânticos.

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