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Criptografia, criptoanarquia e o problema de um milhão de dólares | WTF #3

Eduardo Pinheiro

por
em às | Artigos e ensaios, Ciência e tecnologia, WTF


O que é mais fácil: resolver um problema de matemática ou verificar a resposta ao mesmo problema feito por outra pessoa? Uma resposta para esta questão – acompanhada de uma demonstração e valendo para todos os problemas “fáceis” – vale um milhão de dólares e pode ter impactos vastos sobre a cultura.

Primeiro um parágrafo complicado para tentar explicar o problema. Se é que eu o entendi.

O problema é:

Verificar se tudo que é facilmente verificável seria também facilmente solucionável.

Para nós, em geral encontrar o resultado da multiplicação 17 x 9 é mais fácil do que encontrar dois fatores que dêem 91: ? x ? = 91. Os problemas em computação podem ser divididos pelo número de passos que levam para ser calculados — essa é uma medida de sua relativa facilidade e do tempo verdadeiro que levarão para serem realizados.

Existem formas de medir a relação entre o número de passos de um problema e seu resultado. Para nossos fins, se o problema tem uma relação pequena entre os passos e o resultado, determinada por um critério matemático, se chama esse problema de P.

Por exemplo, a relação não deve ser exponencial: caso em que a cada entrada adicional o número de passos aumenta muito. Estamos falando de problemas “simples” dessa forma. NP seria partir do resultado e verificar o problema.

A questão de US$ 1.000.000 é obter a prova de se tudo que é NP (facilmente verificável) seria também P (facilmente solucionável), ou uma prova de que eles sempre são diferentes, ou até mesmo uma prova de que é impossível obter tal prova.

Esse cara ganhou U$ 1.000.000 por resolver um problema matemático de 99 anos de idade. Recusou o dinheiro porque sente que a matemática lhe dá “controle sobre o universo”. (Clique para ler matéria em inglês sobre isso)

OK, e daí?

Agora veja as áreas onde uma prova com qualquer dos dois resultados (e mesmo se ficar provado que ele não pode ser provado) será extremamente importante:

  • lógica,
  • matemática,
  • ciência da computação,
  • criptografia,
  • inteligência artificial,
  • teoria dos jogos,
  • processamento de multimídia.

Há muitas outras. Daí ele ser um dos Millennium Prize Problems, com um prêmio de 1.000.000 de dólares, oferecido pelo Instituto Clay de Matemática, em Cambridge, Massachusetts.

Também está para sair um filme sobre o problema, chamado Travelling Salesman.


Link YouTube

Não sei exatamente que tipo de resultados qualquer uma dessas três soluções (que todo NP é P, ou que não é, ou que seja impossível provar) teria sobre teoria dos jogos ou inteligência artificial – embora qualquer uma das duas áreas seja fértil para vastos impactos sociais e culturais.

Teoria dos Jogos pode afetar organizações, processos eleitorais, e até mesmo coisas como o próprio capitalismo.

Inteligência artificial, dependendo de que tipo e com que intensidade, pode também transformar tudo, como explorado na ficção científica. (Podemos até misturar os dois e pegar um computador revolucionário, como o do livro de Robert Heinlein, The Moon is a Harsh Mistress, “Revolta na Lua”, 1967).

Nosso mundo encriptado

Mas fiquemos com a criptografia. Se NP for, por acaso, igual a P, tudo que hoje depende de criptografia vai ficar enfraquecido – já que, embora os algorítimos não tenham sido encontrados para violar todo tipo de criptografia, estará provado que qualquer criptografia pode ser violada com a descoberta de um algorítmo.

Por outro lado, é mais provável que NP seja provado diferente de P, nesse caso poderemos confiar cada vez mais na criptografia: e isso tem boas e más implicações.

Atualmente a criptografia é, por um lado, uma das questões mais importantes para as liberdades civis, e por outro assustadoramente perigosa. Vivemos à beira de uma criptoanarquia. Em redes obscuras (darknets) tais como TOR , pedofilia, drogas e até assassinatos são comercializados em bitcoin.

A comunicação é criptografada, impossível de rastrear, e a própria moeda é baseada na criptografia! Dependendo do resultado, um matemático que faça essa prova talvez ganhasse mais de um milhão ao especular no mercado de bitcoin: caso prove-se que N é diferente de NP, o valor da bitcoin naturalmente subirá.

Por outro lado, é a criptografia que garante também nossas relações comerciais cotidianas pela internet, e que garante alguma privacidade em todas as comunicações eletrônicas que fazemos. O governo britânico já baixou uma lei, extremamente problemática do ponto de vista das liberdades civis, que garante o aprisionamento de alguém com um arquivo criptografado – contenha o que ele contiver.

Rickard Falkvinge, atualmente o maior ativista na área de liberdades civis e computadores, afirma que qualquer arquivo relativamente aleatório, tal como uma foto em modo RAW, pode despertar suspeitas. Por outro lado, os arquivos criptografados são facilmente ocultáveis em meio a arquivos comuns, de forma que a lei britânica não faz muito sentido.

Essa mudança ocorreu muito rápido devido ao também rápido crescimento do poder de processamento das máquinas caseiras. Certos graus de encriptação só disponíveis aos militares 20 anos atrás, e até proibidos ao público em geral, se tornaram disponíveis e rápidos nos computadores atuais.

Excetuando tortura e outros métodos de extração de uma senha, certos padrões de encriptação comuns em máquinas caseiras são virtualmente invioláveis em tempo hábil com o poder de computação dos maiores supercomputadores disponíveis.

Em outras palavras, é um Admirável Mundo Novo de criptografia, por um lado assustador, por outro maravilhoso em reduzir a assimetria entre grandes potências (e como a Alemanha apanhou por causa da criptografia, aparentemente excelente, na Segunda Guerra, não é mesmo? E o quanto isso desenvolveu a própria existência do computador!) e um cidadão comum. Como cobrar impostos sobre o bitcoin, se nem mesmo transações ilegais podem ser investigadas? O paraíso fiscal está dentro do processador, junto com o caixa 2.

Portanto, é possível que vejamos cada vez mais ataques contra a liberdade civil em geral para nos proteger dos pedófilos e terroristas que se utilizam dessas tecnologias. Precisamos ter muito cuidado com isso: 11 de Setembro destruiu muitas das liberdades civis de que os próprios americanos tinham orgulho – em nome da proteção e da defesa, eles começaram a invadir a privacidade do próprio povo, em grau nunca visto.

Independente do resultado da questão P vs NP, que pode levar muito séculos para acontecer (ou não acontecer nunca), precisamos seguir atentos a que tipo de transformações sociais e culturais – que políticas vão tentar ser aplicadas – para afetar nosso cotidiano em nome de certas questões aparentemente tão abstratas.

Cada vez mais é necessário refletir sobre a interconexão e a complexidade de problemas que nunca estão longe demais de todos nós.

*   *   *

Na coluna “WTF”, Eduardo Pinheiro tem total liberdade para nos ajudar a ver o que precisa ser visto.

WTF” no sentido do espanto que dá origem à filosofia, à ciência, às tradições de sabedoria. E WTF no sentido do impacto que isso talvez nos cause, quebrando cegueiras, ilusões.

Além de seguir o papo abaixo nos comentários, você pode enviar suas mais profundas perguntas para wtf@papodehomem.com.br .

Eduardo Pinheiro

Diletante extraordinário, ganha a vida como tradutor e professor de inglês. É, quando possível, músico, programador e praticante budista. Amante do debate, se interessa especialmente por linguística, filosofia da mente, teoria do humor, economia da atenção, linguagem indireta, ficção científica e cripto-anarquia.


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  • Vitor

    Só a título de informação, pra mostrar como essa descoberta vai impactar provavelmente a vida toda de muita gente, na matemática existe algo chamado “redução de um problema a outro”. Isso significa que se eu tenho a solução para um problema, posso encontrar a solução de um segundo problema através daquele. Sendo P = NP, teríamos que qualquer problema hoje computacionalmente impossível de ser resolvido, seria praticamente uma brincadeira de criança =)

    • Jeferson

      Logo, sendo P ≠ NP como resultado definitivo, no que a bagaça pode dar?

      • Vitor

        Aí a bagaça continua basicamente do jeito que é. Os problemas que são muito difíceis continuam muito difíceis, e vários métodos de criptografia só vão ser quebrados com máquinas MUITO mais rápidas do que as que temos!

      • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

        No que concerne a criptografia sim, apenas se terá ferramentas para torná-la cada vez mais difícil de crackear.

        Porém, não só os resultados, mas o teor das provas são relevantes. Dependendo de como qualquer um dos 3 resultados (diferente, igual e impossível provar) for provados, isso tem impactos ainda difíceis de estabelecer também porque não sabemos o teor das provas.

      • http://www.facebook.com/tuliomnavarro Túlio Navarro

        Acredito que o resultado definitivo será que não existe como provar nada!!
        Muita complexidade, mas que se fosse possível provar P = PN isso poderia causar uma revolução no mundo de modo geral, ai sim teríamos um problema!!

  • http://profiles.google.com/lucas.braga.ribeiro Lucas Braga

    Outra curiosidade é o caso Daniel Dantas. A polícia tem seis discos e um notebook do cara, onde provavelmente há provas pra sua prisão, mas não consegue abrir pois estão criptografados e judicialmente você não pode obrigar ninguém a ‘gerar prova contra si’ (revelar a senha).
    Mandaram os discos pro FBI e adivinhem? Nada aconteceu, eles não conseguiram quebrar.
    A criptografia de hoje é realmente confiável, mas um outro fato que revolucionaria as questões de segurança seria a viabilidade do computador quântico… Mas acho que isso caberia em um outro artigo.

  • http://about.me/albertobrandao Alberto Brandão

    P = NP(ou != né) é um problema lindo, quem não pesquisou mais a fundo sobre vale a pena dar uma pesquisada e até arriscar a pensar um pouco sobre isso. Já a questão de perdermos nossa privacidade, quanto as quebras criptográficas, é algo que acontece bastante por ai.

    A exemplo do EUA pós Ato Patriota, é a necessidade de fabricantes de softwares proprietários, com base e comércio no país, fornecerem uma forma de contorno as políticas de criptografia, facilitando o acesso do governo em questões de investigação. O que acho inevitavelmente triste. A tendência é que através desses exemplos, e outras tentativas políticas voltadas diretamente a computadores e internet, vide ACTA/SOPA ou até mesmo o infame PL 84/1999 do Azeredo, criem uma tensão macro em cima de dados criptografados. As iniciativas independentes (vide TOR) continuarão existindo, mas deixarão as pontas expostas ao controle do governo, que bem sabemos, não utiliza seus recursos apenas para o bem da população.

    Nesse ponto nem precisaremos de um Clay Prize para nos sentir expostos, o próprio governo vai se encarregar de impor vontade de descobrir o que trafegam nos computadores da população.

    • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

      Uma coisa importante nessa questão de criptografia é também o volume de dados a serem decriptados… Caso um número esmagador de pessoas usasse alternativas como Tor, cada vez se tornaria mais difícil investigar um nodo. Então essas tecnologias independentes dependem de uma adoção mais generalizada também para incrementarem a segurança de cada nodo.

      • http://about.me/albertobrandao Alberto Brandão

        A quantidade de dados criptografados seria praticamente tão grande quanto as que trafegam abertamente hoje em dia. Mas esse tipo de iniciativa normalmente se aplica em relação a casos pontuais. O governo não capturaria os dados de toda população mesmo trafegando descriptografado, assim como no caso de quebrar a criptografia de usuários em “redes seguras” seria um esforço muito especifico, normalmente baseado em casos de suspeita ou denuncia. Basicamente como já funciona hoje em dia.

      • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

        Sim, mas mesmo no caso de uma pessoa só, primeiro identificar o que é de uma pessoa se torna cada vez menos óbvio — algumas darknets, por exemplo, trafegam junto com os “seus” dados (os que você manda e recebe) dados de centenas de outras pessoas. É assim que a anonimidade é obtida (é um motivo tb porque essas redes são mais lentas). No Tor a única coisa que o governo pode saber é que você está usando Tor. Não é viável quebrar a encriptação toda que circula por um único nodo. Cada pacote é encriptado, e o conjunto todo é encriptado de novo, e isso é dinâmico, variando-se os usuários que estão em cada pacote num tempo predeterminado.

  • Leitor

    Agora sim, um texto com estilo e o mais importante: conteúdo.

  • Breno Tiki

    Qual é o hype que ta todo mundo comentando a darknet?

    • http://about.me/albertobrandao Alberto Brandão

      Acho que deepweb foi um pedaço insignificante do texto

    • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

      É que uma conexão totalmente anônima isenta o usuário de responsabilidades legais — ao mesmo tempo que é uma verdadeira liberdade de privacidade… então por isso se torna controverso. Instale e passeie pela rede onion através do Tor que você ficará de boca aberta, e apavorado, perante esse desenvolvimento.

      O único congressista americano que falou algo com sentido durante a votação da SOPA foi um que disse “se nós apertarmos a internet normal, eles fogem para as darknet em peso, e daí não vai ter jeito… enquanto as pessoas ficam na internet aberta, pelo menos temos alguma chance de aplicar as leis existentes”.

      • lil

        Seria legal um texto sobre darknet.

  • http://www.facebook.com/people/Diogo-Cordeiro-da-Silva/100001288867438 Diogo Cordeiro da Silva

    Eu sempre me admiro como uma coisa que parece ser tão especifica, no caso desse cálculo para a matemática, pode ao mesmo tempo ser tão relevante para aspectos do mundo em geral. Nunca tinha pensado nas implicações da resolução desse problema.

    Textaço!!!

  • http://www.facebook.com/people/Breno-Caíque/100001043598134 Breno Caíque

    Incrível como tudo ao nosso redor é matemático. Que Droga, odeio essa maldita.

  • matheus

    textos assim que me fazem continuar lendo o pdh, apesar dessa babaquice (desculpem) de felicidade. Parabéns!

  • Dani

    Acho que 1 milhão é pouco perto de todas as consequencias apresentadas pela resolução desse problema…

    • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

      De fato, como menciono no texto, considerando alguns resultados, só especular (em bitcoin, por exemplo) antes de revelar a solução já renderia mais que isso.

      • Dani

        Além como é super interessante observar que isso é uma caixa de pandora.. Adorei saber sobre isso, seus aspectos positivos e negativos se conflituam de tal forma que acaba entrando em alguma argumentação mais filosófica… Mas poderia me explicar o que é o bitcoin? Sei o significado pela junção das duas palavras inglesas, mas não compreendi a maneira de como seria utilizado. Como também utilizou a palavra especular, acredito que seja volátil como o mercado de ações.

      • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

        Bitcoin é uma moeda com a qual se opera transações financeiras. A pessoa pega um punhado de dólares e compra o que, basicamente, a possibilidade de gerar chaves criptográficas no valor de bitcoin que ela quiser. É como um banco suíco, só que qualquer um pode usar para qualquer montante. Você paga a pessoa com uma chave dessas, e ela saca, se quiser, o bitcoin em dólares de volta. Se você comprar a bitcoin com o que seria equivalente a um boleto bancário e pagar em dinheiro, basicamente ninguém tem como saber quem é quem, e mesmo assim uma transação pode ser estabelecida.

        Pode haver especulação porque o valor da bitcoin flutua perante o dólar: assim uma notícia de que a criptografia de uma hora para outra ganha uma garantia maior (p != np), aumenta o valor da bitcoin, e o contrário faz diminuir esse valor.

        Geralmente nas redes como Tor coisas ilegais, como pornografia infantil, são vendidas em bitcoin. Coisas horríveis como um pedófilo de posse de uma criança seguindo pedidos de outro pedófilo em troca de bitcoin. Drogas e até assassinatos de aluguel podem ser vendidos em bitcoin nas darknets da vida. A moeda não pode ser taxada, e dependendo de como é sacada ou comprada, é totalmente anônima.

  • http://twitter.com/RenanD3z Renan

    Demorei a comentar pois salvei para ler com mais calma nesse final de semana. Sensacional amigo, sensacional.

  • bruno

    Pessoal, COMPUTADORES QUÂNTICOS, já estão sendo construídos(há boatos que já há um, feito pela empresa canadense). Esses computadores terão capacidade de processamento GIGANTESCA, gerando benefícios em áreas ESPECÍFICAS no mundo da computação.

    Uma das áreas, será o aumento gigantesco do processamento de informações, e chaves de criptografia serão facilmente quebrads. O problema se inverterá: haverá capacidade de processamento, basta porém esperar( e claro que conseguiremos) evoluir à criptografia.

    Para quem acha que a computação quântica está distante, está errado: estimativas apontam 1~3 décadas para o funcionamento desse tipo de computação. E por favor, sem duvidar da tecnologia.

    • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

      O que se sabe, publicamente, é que em pesquisas se conseguiu até agora fazer algumas chaves quanticas extremamente simples com oito entanglements. Não é um processador de 8 bits, como um z80. É um processador com 8 bits de capacidade total! Ainda é muito pouco. Isso é apenas uma prova de conceito, e de fato, seu uso principal será quebrar chaves criptográficas: ainda assim, ele retornará todos os estados possíveis, será necessário passar esses estados por um algoritmo usual, num computador usual. Como não se desenvolveu as tecnologias para produzir um sistema de entanglement maior, não dá para saber se essas tecnologias serão de fácil desenvolvimento ou não. Talvez por isso essa previsão de 10 a 30 anos. Eu diria que 10 é pouco demais, mas 30 é um número bem adequado. É claro que, se essa tecnologia for barateada, o problema quanto a criptografia seguirá o mesmo. Apenas no caso dela ser cara ou reservada a governos, nesse caso haverá problema. E será um problema, na verdade, similar ao da posse de artefatos nucleares: o país que não tiver isso vai estar em grande desequilíbrio perante os países que tiverem isso.

      O fato de que coisas como o wikileaks existem ainda é mostra cabal de que tal poder de processamento não foi obtido em secredo: a lista de discussão criptografada do wikileaks — na qual todas as fontes conversam e postam suas conquistas — seria a primeira a ser quebrada pelo governo norte americano, e isso ainda não aconteceu.

  • http://www.facebook.com/padma.dorje Padma Dorje

    Mercados são (auto)eficientes? Só se P=NP. http://arxiv.org/abs/1002.2284v2

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