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Encriptação assimétrica vs. simétrica
Cada ligação encriptada que efetua — como navegar num sítio web, enviar um e-mail ou utilizar uma VPN — baseia-se em encriptação assimétrica, encriptação simétrica ou em ambas. Compreender a diferença explica por que razão a encriptação moderna utiliza ambas.
O que é a encriptação simétrica?
A encriptação simétrica utiliza uma única chave para bloquear (encriptar) e desbloquear (desencriptar) dados. A mesma chave secreta deve estar na posse tanto do remetente como do destinatário — qualquer pessoa que tenha acesso à mesma poderá ler tudo o que ela protege.
Pense num cofre físico com uma combinação. Quem conhecer a combinação pode abri-lo. É rápida e simples, mas tem de partilhar essa combinação de forma segura antes de a poderem utilizar em conjunto.
Como a encriptação simétrica é computacionalmente rápida, é excelente para proteger grandes volumes de dados — encriptando os ficheiros na sua unidade de disco rígido, o tráfego através de um túnel VPN(nova janela) ou o conteúdo de uma base de dados. Os algoritmos simétricos comuns incluem o AES e o ChaCha20.
A fraqueza fundamental: como se partilha a chave, em primeiro lugar? Se a enviar através de um canal inseguro, um atacante que a intersete poderá desencriptar tudo. Este é o problema de distribuição de chaves, e é o que a encriptação assimétrica resolve.
O que é a encriptação assimétrica?
A encriptação assimétrica utiliza duas chaves ligadas matematicamente: uma chave pública e uma chave privada. O que uma chave encripta, apenas a outra pode desencriptar. Partilha a chave pública abertamente com qualquer pessoa; a chave privada nunca sai do seu dispositivo.
Pense numa ranhura para correio na sua porta de entrada. Qualquer pessoa pode introduzir uma carta através dela (encriptar com a sua chave pública), mas apenas o utilizador tem a chave para abrir a caixa e ler o que está lá dentro (desencriptar com a sua chave privada). Não é necessária qualquer troca de segredo prévia.
Isto resolve inteiramente o problema de distribuição de chaves. Dois desconhecidos que nunca comunicaram antes podem estabelecer um canal seguro — um publica a sua chave pública, o outro encripta uma mensagem com ela e apenas o detentor da chave pode ler a resposta. Esta é a base da encriptação ponto a ponto, do HTTPS e das assinaturas digitais.
A contrapartida: a encriptação assimétrica é cerca de 1 000 vezes mais lenta do que a encriptação simétrica devido à complexidade matemática envolvida. Encriptar um ficheiro grande ou um fluxo contínuo de dados apenas com criptografia assimétrica seria impraticável.
Os algoritmos assimétricos comuns incluem:
- RSA (Rivest–Shamir–Adleman)
- Criptografia de curva elíptica (ECC), como o ECDH para troca de chaves e o Ed25519 para assinaturas digitais
- ML-KEM, um algoritmo assimétrico pós-quântico mais recente padronizado pelo NIST em 2024, concebido para resistir a ataques de computadores quânticos
Encriptação assimétrica vs. simétrica: principais diferenças
Uma chave partilhada
Rápida, eficiente, ideal para dados em massa. Exige que ambas as partes já partilhem uma chave secreta de forma segura.
Par de chaves pública e privada
Mais lenta, mas resolve o problema da troca de chaves. Qualquer pessoa pode encriptar; apenas o proprietário da chave pode desencriptar.
Simétrica | Assimétrica | |
|---|---|---|
Chaves | Uma chave partilhada | Par de chaves pública e privada |
Velocidade | Muito rápida | ~1 000x mais lenta |
Comprimento da chave | 128–256 bits | ≥2048 bits (RSA), ≥256 bits (ECC) |
Distribuição de chaves | Tem de ser partilhada de forma segura com antecedência | A chave pública pode ser partilhada abertamente |
Ideal para | Encriptar grandes volumes de dados, como ficheiros, discos e tráfego de VPN | Troca de chaves segura, assinaturas digitais, troca de mensagens |
Exemplos | AES, ChaCha20 | RSA, ECDH, Ed25519, ML-KEM (pós-quântico) |
Por que razão a encriptação moderna utiliza ambas
Na prática, a encriptação simétrica e a assimétrica quase nunca são utilizadas de forma isolada. Os sistemas mais seguros combinam-nas: encriptação assimétrica para trocar uma chave de forma segura e, em seguida, encriptação simétrica para proteger os dados reais. Isto proporciona-lhe a segurança da criptografia assimétrica e a velocidade da criptografia simétrica.
A utilização conjunta de encriptação assimétrica e simétrica designa-se por criptografia híbrida. É a base do HTTPS, TLS, VPNs, e-mail encriptado OpenPGP e da maioria dos outros protocolos de comunicação seguros.
O que acontece quando visita um sítio web seguro
O seu navegador e o servidor utilizam encriptação assimétrica (através de ECDH) para acordar uma chave de sessão partilhada sem a transmitir — mesmo que alguém intersete a troca, não conseguirá obter a chave.
Essa chave de sessão partilhada é utilizada com encriptação simétrica (AES ou ChaCha20) para encriptar todos os dados durante o resto da sessão — de forma suficientemente rápida para processar tráfego contínuo.
A chave de sessão é descartada quando a ligação é fechada. Isto é importante porque, de outro modo, uma chave privada roubada tornar-se-ia uma "chave-mestra" — capaz de desencriptar todas as sessões passadas e futuras. Gerar uma chave nova por sessão significa que qualquer comprometimento se limita apenas a essa sessão. Esta propriedade designa-se por perfect forward secrecy.
O que acontece quando envia um e-mail encriptado de ponto a ponto
A mensagem é encriptada com uma chave de sessão simétrica gerada aleatoriamente (AES) — de forma suficientemente rápida para qualquer tamanho de mensagem.
Essa chave de sessão é então encriptada utilizando a chave pública do destinatário (encriptação assimétrica), para que apenas este a possa desbloquear com a sua chave privada.
Ambas são enviadas em conjunto. O destinatário desencripta a chave de sessão com a sua chave privada e, em seguida, utiliza-a para desencriptar a mensagem — tudo isto sem partilhar qualquer segredo com antecedência.
Autenticidade e assinaturas digitais
A encriptação oculta o conteúdo de uma mensagem, mas não prova quem a enviou. Para isso, necessita de autenticação: uma forma de verificar se uma mensagem veio genuinamente do remetente declarado e não foi adulterada em trânsito.
A encriptação assimétrica torna isto possível através de assinaturas digitais. Em vez de encriptar com uma chave pública, o remetente assina os dados com a sua chave privada. Qualquer pessoa que possua a chave pública correspondente pode verificar a assinatura, confirmando tanto a identidade do remetente como o facto de o conteúdo não ter sido alterado.
Para os próprios dados, a maioria dos protocolos modernos utiliza encriptação autenticada — cifras que encriptam e verificam a integridade em simultâneo numa única operação. Exemplos comuns são o AES-GCM e o ChaCha20-Poly1305, sendo ambos utilizados nos serviços da Proton. Se mesmo um único bit do texto cifrado for alterado em trânsito, a desencriptação falha e os dados adulterados são rejeitados.
Computadores quânticos e encriptação
A encriptação simétrica e a assimétrica enfrentam ameaças muito diferentes por parte dos computadores quânticos — e compreender a diferença é importante para perceber como o setor se está a preparar.
A encriptação assimétrica tradicional baseia-se em problemas matemáticos complexos: fatorização de números grandes (RSA) ou resolução de problemas de logaritmos discretos (ECDH). Os computadores quânticos, utilizando o algoritmo de Shor, são especificamente bons nesta classe de problemas, quebrando eficazmente a criptografia assimétrica tradicional à escala.
A encriptação simétrica é muito mais resiliente. Esta baseia-se na força bruta (tentar todas as chaves possíveis), que os computadores quânticos conseguem acelerar, mas não o suficiente para tornar obsoletas as chaves de dimensões adequadas. Uma chave simétrica de 256 bits continua a ser segura contra os ataques quânticos conhecidos; não é necessário qualquer aumento prático do tamanho da chave.
É por isso que os algoritmos pós-quânticos como o ML-KEM foram concebidos como substitutos assimétricos — integrando-se onde o RSA e o ECDH são atualmente utilizados, enquanto a encriptação simétrica permanece praticamente inalterada.
Como a Proton utiliza encriptação assimétrica e simétrica
Todos os serviços da Proton utilizam criptografia híbrida: encriptação assimétrica para estabelecer uma troca de chaves segura e encriptação simétrica para proteger os seus dados de forma rápida.
O Proton Mail utiliza o padrão OpenPGP, que combina a encriptação simétrica para o conteúdo das mensagens com chaves assimétricas, tais como as chaves ECC ou RSA, para encriptação, troca de chaves e assinaturas digitais. Também suporta encriptação pós-quântica.
O Proton VPN encripta o tráfego com ChaCha20 ou AES-256, utilizando protocolos VPN modernos, tais como o WireGuard e o OpenVPN. Estes protocolos utilizam a troca de chaves assimétricas para estabelecer chaves de sessão simétricas novas, ajudando a proporcionar perfect forward secrecy.
O Proton Drive encripta ficheiros do lado do cliente utilizando o padrão OpenPGP. Utiliza chaves públicas/privadas assimétricas para que apenas a sua chave privada possa desencriptar os seus ficheiros, o que significa que mais ninguém além de si — nem mesmo a Proton — pode aceder aos mesmos.
O Proton Pass armazena credenciais e outros itens do cofre utilizando encriptação simétrica AES-256-GCM. Utiliza chaves de cofre e de item de 32 bytes geradas aleatoriamente, as quais são protegidas com chaves de utilizador assimétricas.
Assuma o controlo dos seus dados
A encriptação moderna funciona porque a criptografia simétrica e a assimétrica trabalham em conjunto — e a Proton utiliza ambas para proteger a sua privacidade em todas as aplicações.
Com encriptação ponto a ponto, arquitetura de acesso zero, proteção pós-quântica, aplicações open-source e auditorias independentes, as suas informações continuam a ser suas.
Perguntas mais frequentes
- Qual é a principal diferença entre a encriptação simétrica e a assimétrica?
- Qual é a mais rápida: a encriptação assimétrica ou a simétrica?
- Por que razão necessitamos tanto de encriptação simétrica como assimétrica?
- A encriptação simétrica é menos segura do que a assimétrica?
- A encriptação assimétrica pode substituir a encriptação simétrica?
- Os algoritmos simétricos ou assimétricos são mais vulneráveis a computadores quânticos?
