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Como é que as assinaturas digitais funcionam?

Antes de entrarmos nos detalhes técnicos de como funcionam as assinaturas digitais, queria ajudar-te a compreender melhor, partilhando uma história engraçada.

Podes pensar que as assinaturas digitais podem parecer complicadas, mas se prestares atenção a esta história, na verdade não são.

Olá! Chamo-me Batman!

Imagina que o Batman tem uma caixa.

How digital signatures work: Box with a lock

Olha para a minha caixa!

Esta caixa tem um cadeado... um tipo de cadeado muito especial.

Este cadeado tem TRÊS estados:

  1. AED (fechado): Quando a chave é rodada para a esquerda, está trancada.
  2. Desbloqueada (B): Quando a chave está no meio, está destrancada.
  3. Trancada (C): Quando a chave é rodada para a direita, está trancada.

Lock has 3 states

E a fechadura tem DUAS chaves separadas: uma chave preta e uma chave amarela.

  1. A chave preta só pode rodar para a DIREITA, ou seja, só pode rodar no sentido dos ponteiros do relógio (de A para B para C)
  2. A amarela só pode rodar para a ESQUERDA, ou seja, só pode rodar no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio (de C para B para AED).

Lock has two separate keys

Isto significa que se a caixa estiver trancada e o cadeado estiver na posição A, só a chave preta a pode destrancar rodando-a para a direita, para a posição B (destrancada).

Se a caixa estiver trancada na posição C, só a chave amarela a pode destrancar rodando a fechadura para a esquerda, para a posição B.

Assim, qualquer uma das chaves pode trancar a caixa, mas uma vez trancada, só a outra chave a pode destrancar.

Como o preto é a sua cor preferida, o Batman escolhe a chave preta e guarda-a para si.

Vamos chamar a esta chave a sua chave "privada", porque agora só o Batman a tem.

Chama à segunda chave, a amarela, a sua chave "pública":

O Batman faz um milhão de cópias dela e sempre que está a conduzir pelas ruas de Gotham City no seu Batmobile, atira-as pela janela aos peões.

Toss Public Keys

Há chaves amarelas por todo o lado. Eventualmente, toda a gente em Gotham City tem uma cópia da chave "pública".

Neste cenário, o Batman tem a sua chave privada que pode rodar no sentido dos ponteiros do relógio de A para B para C.

E todos os outros têm a sua chave pública que pode rodar no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio de C para B para AED.

O Batman reforma-se!

Imagina que Bruce Wayne muda de ideias e decide que quer reformar-se como "Batman" e mudar-se para Kamar-Taj, no Nepal, para estudar e tornar-se monge do Ancião.

Estou farto desta vida de super-herói rico e famoso.

Decide também dar todo o seu dinheiro a Alfred, o seu mordomo.

Escreve num papel: "Dá 1 trilião de dólares ao Alfred, o mais depressa possível".

Batman's letter

O Batman coloca este pedaço de papel na caixa. Usando a sua chave privada, vira a sua chave privada para a posição C.... bloqueandoa caixa.

Lock has 3 states

Box locked with private key (digital signature)

Depois pega noutro pedaço de papel e escreve a mesma mensagem: "Dá $1 trilião de dólares ao Alfred omais depressa possível."

Batman's letter

Depois entrega este pedaço de papel ao Alfred e dá-lhe instruções:

Dá isto ao meu banqueiro.

E depois acrescenta:

Se o meu banqueiro não acreditar em ti, dá-lhe a caixa fechada.

Então, agora há duas cartas com a mesma mensagem. Uma está fechada na caixa. E a outra está no bolso do Alfred que, tecnicamente, pode ser vista por qualquer pessoa.

Mais tarde nessa noite, Batman diz a Robin, o seu ajudante, que se vai reformar e dar todo o seu dinheiro a Alfred.

Robin dá a notícia à imprensa e, no dia seguinte, ela está em todos os canais de televisão.

Batman News Flash!

O banqueiro do Batman, Daime Jimon, do Gotham National Bank, fica a saber das notícias pela televisão do seu escritório. Para sua surpresa, Alfred aparece a pedir o seu dinheiro e entrega-lhe o pedaço de papel.

Daime Jimon não acredita na notícia e recusa.

Alfred saca da caixa fechada.

Alfred whips out the box acting as digital signature

Depois deixa a caixa em cima da secretária.

Agora, o banqueiro tem a mensagem e a caixa.

Message with public key and digital signatures

Tal como toda a gente em Gotham City, Daime Jimon tem uma chave amarela que apanhou na rua por baixo do seu escritório.

Daime Jimon tira a chave "pública" do bolso e vê se consegue abrir a caixa.

Roda a chave "pública" para a esquerda, no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, para a posição B, e a caixa abre-se!

Lock has 3 states

Dentro da caixa está a carta que o Batman escreveu. E coincide com a primeira carta que Alfred lhe mostrou.

Batman letters match

Daime Jimon pede desculpa a Alfred e pede ao seu assistente que prepare o dinheiro.

Percebe que a única forma de fechar a caixa foi usando a chave "privada" do Batman, que só ele possui.

Isto significa que mais ninguém poderia ter colocado a carta na caixa para além do Batman e prova que a carta é, de facto, do Batman!

O uso do "par de chaves" é a forma como o Batman consegue provar que a mensagem veio dele, e APENAS dele, sem ter de fornecer uma assinatura física manuscrita.

E o uso da caixa fechada implica que a mensagem no seu interior esteve sempre protegida e permaneceu intocável (uma vez que a caixa foi fechada).

Basicamente, responde à pergunta: "Como é que me podes provar que o Batman escreveu mesmo esta mensagem sem que ele tenha de estar presente? E que esta mensagem não foi adulterada durante o transporte?"

Este é um exemplo grosseiro de como funciona uma "assinatura digital" , mas espero que estejas a começar a perceber a ideia.

Agora vamos aprender como funciona uma assinatura digital no mundo criptográfico!