Квантовая безопасная миграция: возможность модернизировать криптографию

По мере развития квантовых вычислений они приносят беспрецедентные возможности, а также серьезные угрозы. Одна из основных проблем заключается в том, что это может сломать криптографические системы, которые сегодня лежат в основе нашего цифрового доверия.

По прогнозам, к середине-концу 2030-х годов квантовые компьютеры смогут скомпрометировать широко используемые сегодня системы шифрования и аутентификации, в частности асимметричную криптографию, основанную на открытых и закрытых ключах. Без правильных и своевременных действий квантовые компьютеры могут поставить под угрозу цифровую безопасность в глобальном масштабе.

Группа из семи финансовых регуляторов призывает к скорейшим действиям, а правительственные учреждения, в том числе в Великобритании, Канаде, США и Европейском Союзе, устанавливают 2035 год в качестве целевого года для полного перехода к квантовой безопасности и более ранние сроки, часто к 2030 году, для более критических систем.

В каждом регионе день, когда регуляторы впервые делают официальный запрос о квантовой готовности организаций, который мы называем «Днем R», знаменует собой поворотный момент для регулируемых отраслей.

Здесь мы излагаем новое видение квантовой безопасности: квантовобезопасная миграция — это уникальная возможность для организаций переосмыслить и модернизировать свои стратегии кибербезопасности, превращая криптографию в актив, повышающий устойчивость бизнеса.

По мере развития технологий кибербезопасность становится все более актуальной. В этом контексте упреждающее управление криптографией имеет важное значение для создания устойчивых систем будущего. Это контрастирует с традиционным реактивным подходом многих организаций к соблюдению требований.

Три метода, поддерживающие устойчивую криптографическую структуру, — это криптографическая инвентаризация, криптографическая гибкость и глубокая криптографическая защита.

Повышение устойчивости начинается с понимания криптографического ландшафта организации. Автоматизация полной инвентаризации криптографических активов помогает определить, где они используются, их свойства и уязвимости, а также насколько они важны для бизнеса.

Такая прозрачность дает немедленные преимущества, такие как обнаружение устаревших или несоответствующих активов, а со временем может способствовать повышению операционной эффективности за счет облегчения обновлений.

Криптографическая гибкость — это способность быстро обновлять криптографию. Этот новый подход к управлению криптографией становится все более необходимым в мире быстро меняющихся технологий, угроз и стандартов. Это может помочь снизить долгосрочные затраты и ускорить реакцию на возникающие риски.

Однако сама по себе гибкость не может полностью смягчить некоторые угрозы, такие как атаки «сохранить сейчас, расшифровать потом», выявленные группой киберэкспертов G7, или защитить от последствий внезапной компрометации алгоритма. Комплексная стратегия сочетает гибкость с дополнительными мерами, такими как глубокоэшелонированная защита.

Криптографическая защита в эшелонированной защите использует несколько уровней криптографии, чтобы снизить риск использования одного решения. Сдерживая последствия взломов, этот подход помогает обеспечить безопасность критически важных систем даже в случае сбоя одного уровня.

Это также повышает долгосрочную устойчивость, подготавливая организации к будущим технологическим изменениям и предоставляя индивидуальные решения, отвечающие разнообразным нормативным требованиям и потребностям клиентов, например, долгосрочную конфиденциальность.

Помимо безопасности, глубокая криптографическая защита способствует развитию знаний, поддержке инноваций и позволяет организациям занять лидирующие позиции в развивающейся нормативно-правовой и технологической среде.

Каждый метод, используемый в рамках подхода глубокоэшелонированной криптографической защиты, может использовать различные предположения о доверии. Организациям следует выбирать технологии, исходя из их склонности к риску, потребностей в устойчивости, лучших региональных практик, нормативных обязательств и желаемого уровня простоты, а также других факторов.

Постквантовая криптография (PQC) относится к алгоритмам открытого ключа для согласования ключей и аутентификации, предназначенным для защиты от известных квантовых и классических атак.

В 2024 году Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) опубликовал первые стандарты PQC, которые, как ожидается, станут обязательным требованием во многих регионах. Транснациональные организации, работающие в этих областях, должны отдать приоритет PQC, одобренному NIST, как основной квантовобезопасной технологии в своей миграции.

По мере развития этих стандартов организации могут ожидать обновлений лучших практик, руководств и, возможно, правил. Тем временем такие регионы, как Китай и Южная Корея, разрабатывают свои собственные стандарты PQC. Чтобы оставаться адаптируемыми, стратегии криптографии должны разрабатываться с учетом новых технологий, расхождений в нормативных актах и новых передовых практик.

В краткосрочной и среднесрочной перспективе подход криптографической глубокоэшелонированной защиты может сочетать PQC с существующей неквантовой криптографией. Организации с долгосрочными перспективами могут также изучить архитектуры глубокоэшелонированной криптографической защиты, сочетающие PQC с другими квантовобезопасными методами для определенных случаев использования.

Предварительно общие ключи и симметричная криптография остаются квантово-безопасными вариантами шифрования данных при передаче, хранении или использовании. Распределение ключей вручную по-прежнему полезно для сценариев с высоким уровнем безопасности, но этот подход трудно масштабировать и он создает логистические проблемы.

Технологии центров распределения ключей используют симметричное шифрование для упрощения распределения ключей и управления ими в сетях. Однако они могут создавать отдельные точки отказа, которые необходимо тщательно устранять для поддержания устойчивости.

Сегодня эти методы в основном используются в закрытых системах, таких как аппаратные уровни телекоммуникационных сетей, аутентификация мобильных телефонов в сетях операторов связи и защита внутренних систем контроля доступа.

Недавние исследования и достижения отрасли привели к появлению новых форм «инфраструктуры симметричных ключей», таких как квантовое распределение ключей, которые решают некоторые из этих проблем и расширяют потенциальные варианты использования.

Квантовые коммуникации позволяют использовать новый подход к симметричному обмену ключами, известный как квантовое распределение ключей (QKD). В отличие от традиционных методов, безопасность QKD основана на квантовой физике, а не на предположениях о сложности математических задач.

Это означает, что будущие достижения в области вычислений и математики не смогут поставить под угрозу его основную безопасность.

Хотя QKD требует специализированного оборудования и не является заменой PQC, он может повысить устойчивость в рамках системы глубокоэшелонированной криптографической защиты и поддержать сценарии использования, требующие долгосрочной конфиденциальности.

Раннее внедрение может укрепить лидерство организации, доверие и доверие клиентов. Организации все чаще ожидают, что их партнеры включат планы квантово-безопасной миграции в свои технологические карты в качестве условия для поддержания долгосрочных отношений.

Этот сдвиг также открывает двери для инноваций благодаря передовым классическим криптографическим методам, таким как полностью гомоморфное шифрование и многосторонние вычисления, а также квантовой криптографии.

Необходим хорошо продуманный и взвешенный план миграции, который обеспечит уверенность клиентам и регулирующим органам. Благодаря более глубокому знанию состояния криптографии в организации это также может помочь устранить существующие, но еще не выявленные риски криптографии.

Использование разнообразных технологий — это подход, который уже может повысить устойчивость, обеспечить дифференциацию и подготовить организации к тому моменту, когда квантовые компьютеры смогут взломать криптографию. Однако такая эволюция потребует времени. Учитывая масштабы, разумно интегрировать этот подход к устойчивости в общую стратегию квантовой безопасности на ее начальном этапе.

Чтобы процветать в условиях неопределенности, организациям следует активно использовать новые технологии, делать осознанный выбор и управлять криптографией с учетом долгосрочной устойчивости и управления рисками.

Мы хотели бы поблагодарить Филипа Инталлуру и Уилла Коллисона за их вклад и плодотворные обсуждения.