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Redes Neurais como forma de Criptografia

Fernando de Come

Data & AI Solution Engineer

TDC INNOVATION

DESAFIOS PARA CRIAÇÃO DO FUTURO DIGITAL

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Este que vos fala

  • Fernando de Come

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  • 26 anos

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  • Engenharia Química – Poli USP

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  • Data & AI Solution Engineer - Oracle

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  • Motivação

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  • Método Clássico

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  • Ameaça Quântica

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  • Alternativas

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  • Considerações Finais

Agenda

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CRIPTOGRAFIA

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Método Clássico - RSA

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Método Assimétrico

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RSA – Fatoração em Números Primos

Chave Privada

Chave Pública

Multiplicação de 2 Números Primos Grandes

Fatores Primos da Multiplicação

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Por quê isso funciona?

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3 x 5 =

​

5 x 7 =

​

7 x 11 =

​

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Fatoração em Números Primos

15

35

77

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187 =

​

​

Fatoração em Números Primos

11 x 17

12394929318242935913 =

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Computadores clássicos levam milhares de anos para quebrar esta criptografia

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A Ameaça Quântica

  • Bits quânticos
  • Escalam exponencialmente

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  • Superposição de Estados

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  • Computadores quânticos atuais dificilmente passam de poucas dezenas de qubits

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Algoritmo de Shor

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Objetivo: Fatorar N (o imenso número da chave pública)

Obter um número que compartilhe fatores primos com N é suficiente

 

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Algoritmo de Shor

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Aqui entra o computador quântico!

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Diferenças entre Clássico e Quântico

p = 20?

p = 29?

p = 120?

p = 5?

p = 11?

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E alternativas?

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Curvas Elípticas

Criptografia Quântica

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A Rede Neural

x1

x2

x3

x4

y1

y3

y2

Input

Pesos

y’1

y’2

y’3

b1

b2

b3

Bias

a1

a2

a3

Output

tanh, softmax, sigmoid, etc...

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A rede Autoencoder

  • Rede Encoder seguida pela rede Decoder
  • Importante: Camada ‘Z’ com menos neurônios que a camada de entrada
  • Camadas de entrada e saída com mesmo número de neurônios

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Funcionamento

  • Rede Encoder comprime o sinal para um número MENOR de dimensões

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  • Rede Decoder recebe este sinal comprimido e o reconstrói

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E para criptografia?

Embeddings!

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2 Redes

  • Uma realiza a encriptação
  • Outra realiza a decriptação

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  • Ambas treinadas ao mesmo tempo para garantir a reconstrução correta da mensagem

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  • É possível inserir mensagens dentro de outras, e então fazer a extração da mensagem inserida
  • Funciona para diferentes formatos de dados
  • Impossível quebrar a criptografia sem ter os modelos utilizados

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Anthony Edward "Tony" Stark is a character portrayed by Robert Downey Jr. in the MCU film franchise

Anthony Edward "Tony" Stark is a character portrayed by Robert Downey Jr. in the MCU film franchise

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Nem tudo são flores.....

  • Redes Neurais são aproximadores

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  • Pode haver informação perdida no processo de decriptação

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  • Bastante lento se comparado à métodos mais tradicionais

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Muito obrigado!

/fernandodecome

Fernando.come@oracle.com

FernandoDeCome