量子革命に向けて組織を準備する: ポスト量子暗号の実装ガイド

私たちが知っているように、量子コンピューターは強力であり、データの暗号化に対して大きな脅威となるでしょう。 ここ SSL.com では、インターネット セキュリティの重要な発展の頂点に立っています。 量子ハッキングが主流になる前に、私たちは組織に対し、量子安全な「ポスト量子」暗号化に切り替えるようアドバイスします。

ポスト量子暗号を理解する

ポスト量子暗号とは、通常のコンピューターおよび量子コンピューターによるクラッキングに耐えるように設計された次世代の暗号化を指します。 これらの高度なアルゴリズムは、量子機能を備えた世界でデータを安全に保ちます。

研究者たちは、ハッキング防止後の量子暗号を構築するためのさまざまなアプローチを模索しています。

• 格子暗号化 安全なコードの基礎として格子形状を使用します。 主要な提案は、重要な交換のための Crystals-Kyber であり、 結晶-ダイリチウム デジタル署名用。

• コードベースの暗号化 量子コンピューターが解読するのが難しいエラー訂正コードでメッセージをエンコードします。

• ハッシュベースの暗号化 量子コンピューターがすぐに解決できる数学的問題ではなく、ハッシュ関数からセキュリティを確保します。 SPHINCS ハッシュベースの署名スキームです。

• 対称鍵暗号 AES や SHA-2 などのアルゴリズムに依存しています。これらのアルゴリズムは、量子ハッキングに抵抗すると期待されていますが、量子力学は使用しません。

これらのアプローチを組み合わせたハイブリッド バージョンも開発されています。 新しい提案が作成されると、暗号コミュニティは標準化の前にそれらを徹底的にレビューするため、最も安全で実用的な設計のみが進められます。

組織のリスクを確認する

最初のステップは、システム、ネットワーク、データ ストレージ、ソフトウェア、デバイス、通信で使用されている暗号化を監査することです。 特定の暗号化アルゴリズム、プロトコル、強度、実装をカタログ化します。

次に、量子ハッキングによってこれらの暗号化が解かれた場合のビジネスとセキュリティへの影響を分析します。 次のような要素を評価します。

• 暗号化されたデータまたは接続の機密性

• 法的義務またはコンプライアンスのリスク

• 整合性のための暗号化への依存

• 可用性の中断による影響

これにより、最もリスクの高い領域に基づいてポスト量子暗号化にアップグレードするための優先ロードマップが作成されます。 たとえば、Web サイトの前に金融データの送信をアップグレードする必要がある場合があります。 TLS 暗号化。

ポスト量子の状況を理解する

組織のリスクをマッピングしたら、次に、ニーズに適した特定のポスト量子アルゴリズムを研究します。 主要な提案は主に学術研究から生まれており、標準化の前に徹底的な査読が行われます。

評価基準には、古典的および量子ハッキングに対する耐性、パフォーマンス、キーと送信のサイズ、計算効率、メモリの必要性、実装の容易さ、および互換性が含まれます。

などのグループによるポスト量子アルゴリズムの標準化タイムフレームを積極的に追跡します。 米国国立標準技術研究所（NIST）。 彼らは5〜7年を目標としていますが、このプロセスにはさらに時間がかかる可能性があります。

また、パートナー、ベンダー、顧客、業界組織と連携して外部依存関係を特定し、業界全体のスムーズな移行を確保します。

新しい量子後暗号化のテスト

候補アルゴリズムを選択したら、パイロットとプロトタイプを通じて実装と統合をテストします。 これにより、コードの修正、数学ライブラリの取得、ハードウェアのアップグレード、新しいキーや証明書のためのエンドポイントの変更などに関するエンジニアリング上の課題が生じます。

新しい暗号化を安全に実装するには、ポスト量子暗号化の専門知識を持つ経験豊富なチームと協力することをお勧めします。 起動前に、本番環境をミラーリングするステージング環境で構成を徹底的にテストします。

不適切な実装による潜在的な脆弱性を監視します。 パフォーマンスとユーザー エクスペリエンスへの影響を評価します。

ポスト量子鍵と証明書への移行

公開鍵インフラストラクチャーのポスト量子暗号化への移行は、最も破壊的な変化を表します。 のような戦略 暗号の俊敏性 移行期間中に新旧の暗号化をサポートします。

アルゴリズムが標準化されるにつれて、認証局はポスト量子互換の証明書を発行する準備をする必要があります。 証明書とキーのペアを中断することなくスムーズに切り替えるには、事前に十分な計画を立てることが重要です。

トランスポート層セキュリティの場合 (TLS)、Web サイトは最終的に証明書と秘密鍵を量子後の安全なバージョンに置き換える必要があります。 同様に、署名されたファームウェア、ソフトウェア、およびコードには、アップグレードされたデジタル証明書が必要になります。 既存の失効リストの管理も複雑になります。

包括的な移行計画とスケジュールの作成

準備フェーズが完了すると、組織は必要なすべてのインフラストラクチャ、ソフトウェア、プロセス、サポート、スキルを調整した完全な移行計画を構築できます。 この複雑な計画は何年にもわたって発展していきます。

相互依存性とリスクに基づいて、コンポーネントを論理的にアップグレードする順序の概要を示します。 認証サイクル、サプライ チェーンへの影響、互換性のニーズを考慮に入れて、移行中にハイブリッド環境を管理する戦略を立てます。

組織や業界全体にわたるほぼすべての暗号化スキームとプロトコルの再構築の規模を考慮すると、期間はおそらく XNUMX 年以上かかるでしょう。 経営陣からのスポンサーと十分な予算を獲得してください。

本格的な量子攻撃はまだ XNUMX 年先になる可能性がありますが、専門知識を構築し、事前に移行を完了することが賢明です。 この旅は短距離走ではなくマラソンですが、早めに始めることが重要です。

暗号化の未来を守る

ポスト量子暗号への移行は、数十年前の公開鍵インフラストラクチャの採用など、過去の革命と類似しています。 量子コンピューティングが現在の暗号にもたらすリスクを考えると、私たちは今から準備を始めなければなりません。

リスクを評価し、量子後の状況を理解し、実装をテストし、鍵と証明書をアップグレードし、包括的な計画を立てることで、組織は量子に対応できます。 課題はありますが、準備を整えればデータを安全に保つことができます。

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