A kvantumkor biztonsága: A post-kvantum kriptográfia bevezetése az Androidban

Közzétette Eric Lynch, termékmenedzserek, Android és Dom Elliott, Google Play. A modern digitális biztonság egy fordulópontban. Mi a kvantumgépek használatára állunk, hogy megoldjuk a gyógyszerkutatás, anyagkutatás és energia területein található meg nem oldható problémákat – feladatokat, amelyek még a legerősebb klasszikus szuperszámítógépek sem tudnak megoldani. Ugyanakkor ezek a gépek ugyanazokkal az egyedülálló képességekkel képesek megkerülni a jelenlegi digitális zárakat. Ez veszélybe helyezi a nyilvános-kulcs alapú kriptográfiát, amelyről az elmúlt évtizedek során számítottunk, és potenciálisan veszélyezteti a banki átutalásokat és a kereskedelmi titkokat. Ahhoz, hogy biztosítsuk a jövőnket, elengedhetetlen, hogy az új post-kvantum kriptográfiás (PQC) szabványokat az Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet (NIST) előzetesítsa, mielőtt a nagyszabású, hibatűrő kvantumgépek valósággal váljanak. Ahhoz, hogy a technológiai ipar előre járjon, a Post-Quantum Cryptography (PQC) terén egy proaktív, több éves átállást kell végrehajtania. Mi 2016 óta készítjük elő a post-kvantum világot, végezzük a post-kvantum kriptográfiával kapcsolatos pionírozó kísérleteket, beépítjük a post-kvantum funkciókat a termékeinkbe, és megosztjuk a szakértelmünket a veszélymodellek és a technikai dokumentumokban. Az Android esetében a cél nem csupán a egyes alkalmazások vagy a szállítási protokollok javítása. Az elengedhetetlen, hogy az egész platform architektúrája az következő évtizedekre ellenálló legyen. A PQC előnyei bevezetése jövő héten, az Android 17-es betájón kezdődik, majd az Android 17-es termelési kiadásban általánosan elérhető lesz. Ez a bevezetés egy átfogó architektúra frissítést, amely az operációs rendszeren keresztül felerősít. Az a világmég hasznos kiválóan kidolgozott NIST PQC szabványokat a platformon beépítve, egy új, kvantum-ellenálló bizalmas láncot hoz létre. Ez a bizalmas lánc a platformot folyamatosan védi – a rendszer bekapcsolásától a globálisan elosztott alkalmazások futtatásáig. Az Android, a mai digitális zárakat, fejlett titkosításra cseréli, hogy a letöltött minden alkalmazás biztonságát javítsa – bármilyen erős a jövőben. A biztonság alapja: Vérvédelem és hardverbizalom A biztonság bármely számítógépben akkor kezdődik, amikor a hardver bekapcsol. Ha az alábbi operációs rendszer sérül, akkor az összes későbbi szoftver védelme összeomlik. Ahogy a kvantumszámítások fejlődnek, a támadók potenciálisan forgery digitális aláírásokat képesek létrehozni a bizalmas ellenőrzések megkerüléséhez. Ahhoz, hogy a platformot ez ellen védd, az Android 17 két fontos post-kvantum kriptográfiai (PQC) frissítést vezet be: Android Verified Boot (AVB) frissítése: Az AVB könyvtár a Module-Lattice-Based Digital Signature Algorithm (ML-DSA) beépítésével. Ez kvantum-ellenálló digitális aláírásokat biztosít, amelyeken a boot sorozat során a programok nagyban ellenállóak maradnak a jogosulatlan módosítások ellen. Remote Attestation-Migráció: Az Android 17 a Remote Attestation-ot a jelenlegi szabványok alapján egy teljesen PQC-kompatibilis architektúrára viszi át. A KeyMint okirat láncainak frissítése a kvantum-ellenálló algoritmusokkal, a rendszerek biztonságosan bizonyíthatják a állapotukat a megbízható partnerek számára, ami bizalmat biztosít a post-kvantum környezetben. A fejlesztők támogatása: Android Keystore frissítések Az alapvető operációs rendszer védelme csak az első védelem, de a fejlesztőknek a kvantum-biztos PQC kulcsok használatához szükséges kriptográfiai elemeket kell biztosítani. A Lattice-Based Cryptography, amely jelentősen nagyobb kulcs méreteket és emlékezési igényeket igényel, mint a klasszikus Elliptic Curve Cryptography, a Trusted Execution Environment (TEE) erőforrás-igényes környezetében, egy jelentős mérnöki teljesítményt képvisel. Ez a képesség a hardver alapú bizalmat biztosítja, és most képes kvantum-biztos aláírásokat generálni és ellenőrizni. A hardver alapra építve, az Android 17 az Android Keystore-t ML-DSA-val támogatja. Ez lehetővé teszi az alkalmazások számára, hogy teljes mértékben a készülék biztonságos hardverében használják a kvantum-biztos aláírásokat, ami elvonja a kulcs anyagot a fő operációs rendszerből. Az SDK 65 és 87 ML-DSA-t támogat, lehetővé téve a fejlesztők számára, hogy ezeket a standard KeyPairGenerator API segítségével könnyen beépítsák. Ez egy új korszakot hoz létre az azonosítás és az autentikáció terén az alkalmazási ökoszisztémában, anélkül, hogy a fejlesztőknek a tulajdonos kriptográfiai megvalósításokat kellene megtervezni. Ökoszisztéma mérete: Híbrid aláírások a Google Play alkalmazásokra és játékokra Az Android elkötelezett azzal, hogy biztosítsa, hogy a platform PQC-biztos legyen, és kiterjeszd a PQC bizalmat az alkalmazások aláírásaira. Az alkalmazások hitelességének ellenőrzési mechanizmusa frissítésre kerül, hogy biztosítsák, hogy az alkalmazások telepításai és későbbi frissítései a kvantum-engedélyezett aláírások megkerülése ellen szigorúan védekezzenek. A platform az APK-khoz PQC-aláírásokat fog ellenőrizni, hogy ezt a bizalmat biztosítsa. Ahhoz, hogy ezt a kritikus védelmet a szélesebb fejlesztői közösség számára minimalizált átmenettel megadják, az átmenetet a Play App Signing-en keresztül támogatják. Ez azonnali hídot nyújt a kvantumbiztonságra a legtöbb aktív telepítéshez. A Google Play lehetővé teszi a fejlesztők számára, hogy automatikusan generáljanak “híbrid” aláírásblokkokat, amelyek kombinálják a klasszikus és a PQC kulcsokat. Bár milliók eszközen egyidejűen frissíteni, a Play App Signing a Google Cloud KMS-t használja, amely biztosítja az iparági legjobb megfelelési szabványokat, hogy a biztonsági kulcsokat biztosítsák. A Google Play, a biztonsági kulcsokat a felhőben kezelve, lehetővé teszi a fejlesztők számára, hogy az alkalmazásukat PQC szabványokhoz frissítsék anélkül, hogy a bonyolult manuális kulcskezelési terheket kellene kiállítani. Ahogy az Android 17-es verzió során, a Google Play generálja a kvantumbiztos ML-DSA aláírási kulcsokat az új alkalmazásokhoz és a már használatban lévő alkalmazásokhoz, függetlenül attól, hogy a cél API-khoz tartoznak-e. A fejlesztők később kiválaszthatják a saját klasszikus és ML-DSA aláírási kulcsokat, és átruházhatják őket a Google Play-hez a híbrid kulcs frissítésükre. Ahhoz, hogy a biztonsági legjobb gyakorlatokat elősegessék, a Google Play a fejlesztőket legalább minden két évben a biztonsági kulcsaik frissítésére kérni fogja. A kriptográfiai útmutatás: Az azonosításról a magánsságig. A Google-nek a kvantumtransitionja 2016-ban kezdődött, és az Android 17 az Android-kvantumtransition első fázisa: A alapja: Az ML-DSA-t az Android Verified Boot-ban beépítve, fenntarthatjuk az attestációt és a bizalmas láncot. A fejlesztők támogatása: Az ML-DSA támogatást az Android Keystore-ben és a Play App Signingben biztosít, hogy a fejlesztők a felhasználóik és a alkalmazásuk védelmével. Ökoszisztéma mérete: A híbrid aláírások az APK-khoz, a fejlesztők egy védett átmenetet hoznak létre, amely megőrzi a meglévő bizalmat, miközben kvantumellenes védelemeket ad a nemrégiek ellen, hogy megakadályozzák a jogosulatlan frissítéseket. A további integráció a KeyMint, a Key Attestation és a Remote Key Provisioning beépítésével. Ez a fejlődés a teljes azonosítási életciklus biztonságának erősít.