Az adatintegritás jövőbiztosítása: Kvantumbiztos digitális aláírások a Felhő KMS-ben

A kriptográfiai szempontból releváns kvantumszámítógépek (CRQC) megjelenésével a kvantumbiztos digitális aláírásokra való átállás kulcsfontosságú a hosszú távú adatintegritás és -hitelesség megőrzéséhez. A szervezetek folyamatosan felismerik ezt a sürgető szükségletet. Például az Egyesült Államok kormánya bejelentette a határidők frissítését, amelyek keretében az ügynökségeknek át kell térniük a kvantumbiztos digitális aláírásokra. Az átállás elősegítése érdekében bejelentjük a kvantumbiztos digitális aláírásaink (ML-DSA, SLH-DSA) és posztkvantum kulcsról megfejtést (ML-KEM) általános elérhetőségét a Google Cloud Key Management Service (Cloud KMS) keretében. Az Ön szervezetére azonnali funkcionális kihívás vár: hatalmas adatcsomagokat kell aláírnia anélkül, hogy találkozna a posztkvantum kriptográfiával (PQC) járó sávszélességi és feldolgozási problémákkal. Az ilyen felmerülő fenyegetések proaktív kezelése és a jogszabályi kötelezettségeknek való megfelelés támogatása érdekében használhatja a Cloud KMS-ben elérhető PQC digitális aláírási algoritmusok szettjét, amely magában foglalja az ML-DSA-t (FIPS 204) és az SLH-DSA-t (FIPS 205), elkötelezett támogatással a hatékony külső-µ variánsokhoz. PQC digitális aláírási algoritmusok a Cloud KMS-ben Ahogy a szabványügyi és jogszabályi intézmények követelményeket és határidőket állítanak fel a kvantumbiztos algoritmusok, például a Nemzeti Biztonsági Ügynökség CNSA 2.0 bevezetésére, úgy hangsúlyozzák, hogy a szervezeteknek el kell kezdeniük a migrációs tervezést. Az alkalmazásaihoz szükséges biztonsági szint és aláírási módszer kiválasztásában a Cloud KMS széles választékot kínál az ML-DSA és SLH-DSA algoritmusokból, amelyek nyilvánosan elérhetők. A Cloud KMS most a következő PQC algoritmusokat és variánsokat támogatja: Algoritmus neve NIST biztonsági kategória Variáns típusa Leírás SLH-DSA-SHA2-128s 1. szint Tiszta, előhash Statikus hashalapú digitális aláírás a mélységi védelem érdekében ML-DSA-44 2. szint Tiszta, külső-µ Magas teljesítmény, 2. szint kvantumbiztonság (megegyezik a SHA-256 ütközés keresésével) ML-DSA-65 3. szint Tiszta, külső-µ A biztonság és teljesítmény egyensúlya, 3. szint kvantumbiztonság (megegyezik a teljes kulcskereséssel AES-192 esetén) ML-DSA-87 5. szint Tiszta, külső-µ A legmagasabb biztonság a hosszú távú adatok védelme érdekében, 5. szint kvantumbiztonság (megegyezik a teljes kulcskereséssel AES-256 esetén) Az előhash és külső-µ variánsok szükségessége A digitális aláírásokhoz használt kriptográfiai elemek méretükben rögzítettek vagy előre meghatározottak. Ezzel szemben az aláírandó üzenet néhány bájttól hatalmas fájlokig terjedhet. Ez a méretbeli eltérés komoly kihívást jelent, amikor egy különálló, biztonságos eszközt, például HSM-et vagy dedikált kulcskezelő szolgáltatást használ. Ezeket a rendszereket gyakran a biztonságra és kulcsműveletekre optimalizálják, de korlátozott sávszélességgel és feldolgozási teljesítménnyel rendelkeznek, ami gyakorlatilag lehetetlenné teszi, hogy rendesen továbbítsanak és feldolgozzanak rendkívül nagy üzeneteket az aláíráshoz szükséges biztonsági határon belül. Ezért az alkalmazás először helyben dolgozza fel a nagy üzenetet egy kriptográfiai hashelési funkció (például SHA2 vagy SHAKE) használatával, hogy létrehozzon egy rögzített méretű, kis hasht, amely körülbelül 32 bájt. Az alkalmazás ezt a kis hasht elküldi a hardveres biztonsági modulhoz (HSM) vagy a kulcskezelő szolgáltatáshoz a tényleges aláírási művelethez a privát kulcs segítségével. A NIST ML-DSA szabványa, a FIPS 204 (Algoritmus 7), külső-µ variánst használ az előhash funkcióhoz, amely segíti ezt a munkafolyamatot. Az RFC 9881 D függelék részletezi a külső-µ részleteit. Ez a módszer lehetővé teszi az alkalmazás számára, hogy a hasht (más néven az üzenet képviselőjét) külsőleg számolja ki, és táplálja a tiszta ML-DSA aláírási algoritmusba. Ez a legjobb megoldást nyújtja: a prehash munkafolyamat sávszélesség-hatékonyságát és a tiszta ML-DSA ellenőrzők teljes kompatibilitását. Ezek a külső-µ variánsok matematikailag összekapcsolják a nyilvános kulcsot az üzenet képviselőjével, hogy elérjék az aláírás megtagadásának lehetetlenségét, ami egy fontos biztonsági tulajdonság, amely megakadályozza, hogy a támadó a másik, esetleg támadó által irányított kulcs alatt ellenállható módon manipulálja az üzenet képviselőjét. További részleteket itt találhat, és megismerheti a BoringSSL megvalósítást gyakorlati példaként az külső-µ kezelésére. A Google Cloud KMS most támogatja az előhash és külső-µ variánsokat. Ez lehetővé teszi a nagy teljesítményű, alacsony késleltetésű aláírási munkafolyamatokat, amelyek biztonságosan kezelik a nagy adatcsomagokat külső hashelésen keresztül, miközben integrálódnak a tiszta ellenőrzőkkel. A PQC aláírások bevezetése a Cloud KMS-ben Az alkalmazásai integrálhatják ezeket az algoritmusokat a Cloud KMS API-n keresztül. A fejlesztők kihasználhatják a meglévő Cloud KMS funkciókat, hogy létrehozzák, kezeljék és alkalmazzák a PQC kulcsokat aláírási műveletekhez. Részletes utasításokat és kódmintákat talál a KMS dokumentációban, amelyek útmutatást adnak a folyamat során. A PQC jövője A posztkvantum kriptográfiai táj képre való átállás egy együttműködő folyamat. A PQC digitális aláírások hozzáadása a Google Cloud KMS-hez jelentős mérföldkő, amely segíti az Ön kvantumbiztos migrációs stratégiáit. Továbbra is frissítjük szolgáltatásainkat, hogy beépítsük a jövőbeli NIST szabványokat és útmutatásokat, segítve az Ön kritikus rendszereinek biztonságát. Várakozással tekintünk az Ön specifikus kriptográfiai igényeinek közös dolgozására, és szívesen fogadjuk a visszajelzéseit. Kapcsolódó cikk Bejelentjük a kvantumbiztos kulcsról megfejtési mechanizmusokat a Cloud KMS-ben Támogatjuk a posztkvantum kulcsról megfejtési mechanizmusokat a Cloud KMS-ben, előzetes verzióban, lehetővé téve a vásárlók számára a posztkvantum… Cikk elolvasása