sexta-feira, 3 de setembro de 2010

Placas gráficas ameaçam sistema de segurança baseado em senhas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/09/2010

Placas gráficas ameaçam sistema de segurança baseado em senhas
O enorme poder de processamento das placas gráficas mais modernas tornou a tarefa de quebrar senhas um problema que pode ser resolvido em algumas horas, em vez de semanas ou meses, como antigamente. [Imagem: Gary Meek]
Senha de sete caracteres
O poder de processamento das placas gráficas começa a ameaçar o sistema de segurança da tecnologia da informação, baseada sobretudo em senhas escolhidas pelos usuários.
O alerta está sendo feito pelos pesquisadores Josh Davis, Richard Boyd e Carl Mastrangelo, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas da Geórgia, nos Estados Unidos.
O poder computacional das GPUs (Graphics Processing Units) foi considerado revolucionário ao trazer para os computadores comuns a capacidade de processamento dos supercomputadores de poucos anos atrás.
Os pesquisadores analisaram como se esse poder de cálculo, disponível para qualquer um, ao custo de algumas centenas de dólares, pode mudar o quadro da segurança da informação em todo o mundo - um quadro largamente dominado pelas senhas.
"Nós usamos processadores gráficos disponíveis no mercado para testar a integridade das senhas tipicamente usadas aqui na universidade e em vários outros lugares", conta Richard Boyd.
"Agora podemos dizer com certeza que uma senha de sete caracteres é absolutamente inadequada - e como o poder de processamento das GPUs continua a crescer a cada ano, a ameaça vai aumentar," diz o pesquisador.
Computadores paralelos multicore
Projetadas para lidar com as exigências cada vez maiores dos jogos de computador, as placas gráficas topo de linha são hoje capazes de processar informações a uma taxa de cerca de dois teraflops - um teraflop corresponde a um trilhão de operações de ponto flutuante por segundo.
Para colocar isso em perspectiva, no ano de 2000 o mais rápido supercomputador do mundo, um cluster de máquinas interligadas que custou US$110 milhões, alcançava pouco mais de sete teraflops.
As unidades de processamento gráficas são tão rápidas porque são projetadas como computadores paralelos. Na computação paralela, um dado problema é dividido entre vários processadores, chamados núcleos, e estes múltiplos núcleos (multicore) cuidam simultaneamente das diversas partes do problema.
Até recentemente, os processadores multicore das placas gráficas - fabricados por empresas como a Nvidia ou a AMD ATI - eram difíceis de usar para qualquer coisa que não fosse gerar gráficos para serem mostrados em um monitor de computador.
Para resolver um problema não-gráfico em uma GPU, o programador precisava codificar seu problema em termos gráficos, uma tarefa quase sempre muito difícil.
Quebra de senha por força bruta
Mas isso mudou em fevereiro de 2007, quando a Nvidia disponibilizou um kit de desenvolvimento com ferramentas que permitem que os usuários programem uma GPU diretamente usando a tradicional linguagem de programação C.
Isso tornou disponível todo o poder de processamento das GPUs para rodar uma técnica de quebra de senhas conhecida como "força bruta" - que envolve essencialmente tentar todas as senhas possíveis até encontrar aquela que dá acesso a um sistema.
Para senhas comuns - e os usuários costumam usar senhas compostas principalmente de letras minúsculas e formando palavras fáceis de serem lembradas - o programa resolve o desafio em muito pouco tempo.
"O tamanho é um fator importante na proteção contra a descoberta de uma senha por força bruta," explica Davis. "Se um teclado de computador contém 95 caracteres, cada vez que você adiciona outro caracter [na senha], a sua proteção sobe exponencialmente, por 95 vezes."
Frases como senhas
A complexidade também aumenta a segurança. Adicionar números, símbolos e caracteres maiúsculos aumenta significativamente o tempo necessário para decifrar uma senha por tentativa e erro.
Davis acredita que a melhor senha é uma frase inteira, de preferência uma que inclua números ou símbolos. Isso porque a frase é longa e complexa, mas fácil de lembrar. O problema é que a maioria dos sistemas não aceita senhas tão longas e nem mesmo aceita espaços.
Ele diz que qualquer senha menor do que 12 caracteres pode ser vulnerável - se não agora, estará vulnerável em breve, graças ao ritmo alucinante de aumento da capacidade de processamento das placas gráficas.

Elétrons são flagrados com massa negativa


Elétrons em alta velocidade ficam com massa negativa
O pesquisador Wilhelm Kuehn alinha o equipamento onde foram feitos os experimentos que flagraram elétrons com massa negativa no interior de um cristal.[Imagem: Uwe Bellhäuser]
Físicos do Instituto Max Born, em Berlim, descobriram que elétrons no interior de cristais semicondutores têm uma massa inercial negativa quando são fortemente acelerados em um campo elétrico.
Força e aceleração
No século 17, Isaac Newton descobriu que uma força faz com que um corpo acelere. A massa inercial do corpo é determinada pela relação entre força e aceleração - assim, dada uma mesma força, um corpo mais leve é acelerado mais fortemente do que um corpo pesado.
Assim, partículas elementares, como os elétrons livres, que têm uma massa de apenas 10 elevado a -30 - ou 0, ... (29 zeros)... 1 kg - podem ser acelerados em campos elétricos a velocidades extremamente altas.
Se o campo elétrico for pequeno, o movimento dos elétrons no interior de cristais é regido pelas mesmas leis. Neste regime, a massa de um elétron no cristal é apenas uma pequena parte da massa de um elétron livre.
Elétron com massa negativa
O que pesquisadores agora demonstraram é que os elétrons nos cristais, quando submetidos a campos elétricos extremamente elevados, apresentam um comportamento completamente diferente.
Segundo os experimentos, a massa dos elétrons se torna até mesmo negativa!
Para obter esse resultado, eles aceleraram os elétrons até uma velocidade de 4 milhões de quilômetros por hora em um período e tempo extremamente curto de 100 femtossegundos = 0,000 000 000 000 1 segundo.
Como a massa de um corpo é positiva, a aceleração deve se dar sempre no mesmo sentido da força aplicada sobre ele.
Contudo, logo depois de ser acelerado, o elétron pára e então, inesperadamente, move-se para trás.
Isto significa que a aceleração está no sentido oposto à força, o que só pode ser explicado, segundo os físicos, por uma massa inercial negativa do elétron.
Clock de terahertz
Apesar de estranhos, os resultados estão de acordo com os cálculos feitos pelo Prêmio Nobel de Física Felix Bloch, mais de 80 anos atrás.
Segundo os físicos, a verificação experimental do fenômeno abre caminho para um novo regime de transporte de cargas elétricas, com grande impacto nos futuros dispositivos microeletrônicos.
As frequências observadas estão na faixa dos terahertz (1 THz = 1000 GHz = 10 elevado à potência 12 Hz), cerca de 1000 vezes superior à taxa de clock dos computadores mais modernos.
Bibliografia:

Coherent ballistic motion of electrons in a periodic potential
W. Kuehn, P. Gaal, K. Reimann, M. Woerner, T. Elsaesser, R. Hey
Physical Review Letters
Vol.: 104, 146602 (2010)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.146602