"اصلاحات معمارانه هستند، نه لوله های بزرگتر": رئیس OpenSSL در مورد انتظار کسب و کارها و نحوه آماده شدن برای یک اینترنت پسا کوانتومی

دانستن اینکه «کوانتوم» چیست و چرا بر اینترنت تأثیر می‌گذارد ممکن است چیزی نباشد که اکثر مردم آن را درک کنند. اینکه چگونه یک مفهوم فیزیک امنیت اینترنت را تغییر می‌دهد واقعا در خط مقدم نگرانی اکثر مردم نیست.

اما تغییر در حال حاضر اتفاق می افتد. اینترنت در حال آماده شدن برای دنیای پساکوانتومی است که بسیاری از رمزگذاری‌هایی را که دنیا بر آن تکیه کرده است منسوخ می‌کند. برای درک اینکه رمزگشایی پس از کوانتومی چقدر قدرتمند است، به معما فکر کنید: یک ماشین رمزگذاری که کل عملیات مخفی پارک بلچلی را بیش از یک سال طول کشید تا شکسته شود، تقریبا بلافاصله حل می شود. برای الگوریتم های استاندارد رمزگذاری کلید عمومی امروزی، این موضوع چند روز یا ساعت است.

بر اساس برخی تخمین‌ها، امکان زنده ماندن رایانه‌های کوانتومی که قادر به این سطح از رمزگشایی هستند، هنوز چندین سال باقی مانده است. اما آماده سازی ها در حال انجام است - و نه فقط توسط بچه های خوب.

چگونه افراد خوب و افراد بد برای Q-Day آماده می شوند

با توجه به اینکه رایانه‌های کوانتومی قادر به رمزگشایی الگوریتم‌های کنونی هستند که بسیاری از کسب‌وکارها امروزه به آن‌ها متکی هستند، هکرها شروع به سرقت مجموعه‌هایی از فایل‌هایی کرده‌اند که در حال حاضر نمی‌توانند آن‌ها را بشکنند، اما زمانی که رایانه‌های کوانتومی در دسترس تجاری در دسترس قرار گیرند، ارزش زیادی خواهند داشت.

برای پیشی گرفتن از منحنی، نهادهای حاکمیتی با استفاده از روش‌های رمزگذاری طولانی‌تر و قوی‌تر که می‌تواند در برابر تهدید کوانتومی مقاومت کند، مقرراتی را برای اطمینان از محافظت کامل از مشاغل و خدمات پیش از موعد آغاز کرده‌اند.

اما تغییر به سمت محافظت در برابر تهدیدات کوانتومی مشکلات جدیدی را برای اینترنت گسترده تر ایجاد می کند. امضاهای طولانی‌تر در طول مبادلات به ازدحام می‌افزایند، و وقتی در میلیون‌ها ترابایت داده‌ای که هر روز از طریق اینترنت منتقل می‌شود ضرب شود، اگر اقدامات لازم انجام نشود، می‌تواند به یک مشکل لجستیکی جدی تبدیل شود.

OpenSSL یکی از گسترده ترین کتابخانه های رمزنگاری منبع باز جهان است. این شرکت در حال توسعه رمزنگاری پس کوانتومی منبع باز برای کمک به ایمن سازی مشاغل (و اینترنت) در میلیاردها تعامل آنلاین امنی است که هر روز اتفاق می افتد.

قبل از کنفرانس OpenSSL 2026، با تیم هادسون، رئیس شرکت OpenSSL، در مورد چالش‌های پساکوانتومی و اینکه چگونه سازمان‌ها می‌توانند به بهترین شکل برای اینترنت پساکوانتومی آماده شوند صحبت کردم. ارائه دهندگان زیرساخت در تلاش برای مدیریت یک اینترنت کوانتومی ایمن که به امضاهای دیجیتالی بزرگتر نیاز دارد، با چه چالش هایی مواجه خواهند شد؟ چه نوع افزایش ظرفیت، پهنای باند و تاخیر را می‌توانیم انتظار داشته باشیم و چگونه می‌توان به آنها رسیدگی کرد؟ این کمک می کند تا دو مهاجرت را که معمولا به یکی تقسیم می شوند از هم جدا کنید.

تبادل کلید تا حد زیادی حل شده و در حال حاضر مستقر شده است - توافق کلید ترکیبی پس کوانتومی بیش از یک سال است که در مرورگرهای جریان اصلی و CDN ها اجرا می شود و اکثر افرادی که این را می خوانند بدون توجه از آن استفاده می کنند. امضاها بخش حل نشده است.

اعداد همه چیز را هدایت می کنند. امضای ML-DSA-44 2420 بایت با کلید عمومی 1312 بایت است، در مقابل 64 بایت برای ECDSA P-256. امضاهای زنجیره گواهی و دو مهر زمانی شفافیت گواهی را که مرورگرها نیاز دارند اضافه کنید، و یک جایگزین ساده بین 7 تا 10 کیلوبایت به هر اتصال جدید اضافه می کند.

مشکل پهنای باند کل نیست که ارزان است. این است که دست دادن ها را از پنجره تراکم اولیه - تقریبا 14 کیلوبایت - عبور می دهد و محدودیت ضد تقویت QUIC را پشت سر می گذارد. از آنها عبور کنید و با هر اتصال تازه، یک سفر رفت و برگشت اضافی خریداری کنید. این یک مشکل tail-latency است و سخت ترین مشکل را بر روی تلفن همراه، ماهواره، لینک های از دست رفته و دستگاه های محدود وارد می کند.

اصلاحات معماری هستند، نه لوله های بزرگتر: گواهینامه درخت مرکل، مذاکره لنگر اعتماد، و سرکوب واسطه ها. این یک طراحی مجدد PKI است، نه ارتقاء کتابخانه. چگونه به CISO ها توصیه می کنید هنگام تلاش برای ایمن سازی کسب و کار خود برای دوره کوانتومی، محدودیت های بودجه ای را دنبال کنند؟ دارایی های حیاتی برای ایمن سازی چیست؟ دو اصل باعث صرفه جویی در پول واقعی می شود. اول، موجودی قبل از خرید. شما نمی توانید مهاجرتی را که محدوده آن را تعیین نکرده اید بودجه بندی کنید، و مرحله کشف در یک املاک پیچیده شش تا دوازده ماه طول می کشد.

یک صورتحساب رمزنگاری مواد اکنون به صراحت در دستور کار نظارتی قرار دارد، بنابراین این کار در هر صورت اختیاری نیست.

دوم، به جای الگوریتم، چابکی بخرید. محصولاتی که به عنوان "کوانتومی ایمن" به بازار عرضه می شوند، سرمایه گذاری ضعیفی هستند. توانایی تغییر الگوریتم بدون طراحی مجدد سیستم اطراف هنوز در پانزده سال ارزشمند خواهد بود. هر الگوریتم خاصی ممکن است انتخاب نشود.

برای اولویت بندی، تمایز مفید بین محرمانه بودن و احراز هویت است. ترافیک ثبت شده را می توان به صورت گذشته رمزگشایی کرد، بنابراین هر چیزی که نیاز به رازداری طولانی مدت داشته باشد امروز ضروری است. امضاها را نمی توان به صورت عطف به ماسبق جعل کرد - امضایی که در سال 2026 ساخته شده و در سال 2026 تأیید شده است در خطر نیست - بنابراین احراز هویت یک مشکل زمان بندی است نه یک وضعیت اضطراری.

این به دارایی‌های واقعا حیاتی اشاره می‌کند: ریشه‌های سخت‌افزاری اعتماد، کلیدهای میان‌افزار و امضای کد، مواد کلید HSM، ریشه‌های PKI با اعتبار بیست‌ساله، و فناوری جاسازی‌شده یا عملیاتی با عمر طولانی. اینها چیزهایی هستند که بعدا نمی توانید آنها را بازسازی کنید. همه چیزهای دیگر یک به روز رسانی نرم افزار هستند. آیا فناوری‌هایی وجود دارد که کسب‌وکارها می‌توانند در حال حاضر برای حفظ سازگاری با داده‌ها و فرآیندهای موجود خود با استفاده از رمزنگاری ایمن کوانتومی از آن استفاده کنند؟ چندین، و اکثر آنها در حال حاضر در حال تولید هستند. ایجاد کلید ترکیبی یکی از بدیهیات است.

TLS 1.3 آن را تمیز می کند و زمانی که همتا از پس کوانتومی پشتیبانی نمی کند به الگوریتم های کلاسیک بازمی گردد، بنابراین استقرار خطر سازگاری کمی دارد. برای گواهی‌ها، رویکردهای ترکیبی و دو زنجیره‌ای اجازه می‌دهند که یک استقرار واحد، طرف‌های متکی قدیمی و جدید را در طول انتقال راضی کند.

لایه کمتر قابل مشاهده اما مهمتر انتزاع رمزنگاری است. معماری ارائه‌دهنده کتابخانه OpenSSL دقیقا وجود دارد، بنابراین پیاده‌سازی الگوریتم‌ها را می‌توان بدون دست زدن به کد برنامه جایگزین کرد، و این مکانیزمی است که انتقال را برای هر کسی که یک پایگاه کد بزرگ دارد، زنده می‌کند.

در سمت رابط، PKCS#11 v3.2 مکانیسم‌های پس کوانتومی را تعریف می‌کند، بنابراین برنامه‌های مبتنی بر HSM یک API مشترک را به اشتراک می‌گذارند، و KMIP چرخه‌های حیات کلیدی را در سراسر دارایی‌های چند فروشنده مدیریت می‌کند. من روی هر دوی این استانداردها کار می کنم، و هدف یکسان است: چرخش الگوریتم بدون لوله کشی مجدد سیستم.

یک احتیاط هیبرید یک انتقال است، نه یک مقصد - اداره سیگنال های استرالیا در این مورد صریح است. اگر هیبریدی را مستقر می کنید، به جای کشف آن در سال 2029، اکنون برای مهاجرت دوم بودجه بندی کنید. زیرساخت منبع باز چه نقشی در اینترنت پساکانتومی ایفا خواهد کرد و آیا چالش ها یا فرصت های منحصر به فردی وجود دارد که فناوری های منبع باز با آن روبرو هستند؟ قابلیت همکاری کل مشکل است و منبع باز جایی است که قابلیت همکاری در واقع حل می شود.

توافق بر سر یک الگوریتم ضروری است اما به هیچ وجه کافی نیست. یک مهاجرت اینترنتی کارآمد به پیاده سازی هایی نیاز دارد که واقعا در سطح بایت، در هر فروشنده، تحت شرایط واقعی، با هم کار کنند.

این توافق در کدهای مشترک و قابل آزمایش عمومی بسیار قابل اعتمادتر از اسناد مشخصات به دست می آید. نتیجه عملی این است که تعداد انگشت شماری از پیاده سازی های منبع باز به طور موثر سرعت کل انتقال را تنظیم می کنند.

فرصت بررسی است. الگوریتم‌های پسکوانتومی جدید هستند، و بیشتر شکست‌های رمزنگاری در دنیای واقعی، نقص‌های پیاده‌سازی هستند تا اشکال ریاضی. نقاط ضعف کانال جانبی توسط افرادی پیدا می شود که می توانند کد را بخوانند و به آن حمله کنند.

چالش ها، چالش های آشنا و حل نشده هستند. بودجه همچنان نامتناسب با وابستگی است. تأخیر اعتبار سنجی مسئله واضح‌تر است: ماژول‌های تأیید شده FIPS و معیارهای رایج استانداردهای منتشر شده را سال‌ها دنبال می‌کنند، بنابراین سازمان‌های تحت نظارتی که مهلت‌های ۲۰۳۰ دارند ممکن است کد منطبق را پیدا کنند، اما کد تأیید شده وجود ندارد.

این مشکل اکوسیستم بخش بزرگی از این است که چرا کنفرانس OpenSSL در پراگ در اکتبر هر سال، به‌جای هر پروژه واحدی، در حوزه رمزنگاری و امنیت عمومی قرار می‌گیرد. به نظر شما، آیا مقررات و حکمرانی به اندازه کافی سریع در حال حرکت هستند تا مشاغل با هر اندازه ای را برای Q-day آماده کنند؟ آیا کاستی هایی وجود دارد که دوست دارید برطرف شود؟ جهت درست است؛ پوشش ناهموار است این سرعت در سال 2026 از نظر مادی تغییر کرده است.

در ژوئن، ایالات متحده دستور اجرایی 14412 و یادداشت OMB M-26-15 را صادر کرد که تاریخ های سختی را برای سیستم های غیرنظامی فدرال تعیین کرد و صورتحساب های رمزنگاری مواد را در دستور کار قرار داد.

اداره سیگنال‌های استرالیا یکی از موقعیت‌های پرمخاطره‌تر را در سطح جهانی دارد و انتظار دارد یک طرح انتقال اصلاح‌شده تا پایان امسال و رمزنگاری نامتقارن سنتی بازنشسته شود تا پایان سال 2030. نقشه راه اتحادیه اروپا برنامه‌های ملی را تا پایان سال 2026، سیستم‌های پرخطر تا سال 2030 و انتقال کامل به 2035 را اجرا می‌کند.

چهار کمبود راهنمایی برای شرکت های بزرگ تحت نظارت نوشته شده است. سازمان‌های کوچک‌تر به‌جای ابزار، توصیه‌ها را دریافت می‌کنند. توان اعتبارسنجی یک محدودیت الزام آور است که هیچ دستوری به آن توجه نمی کند.

هیچ‌چیز معتبری فناوری تعبیه‌شده و عملیاتی با عمر سرویس پانزده تا بیست و پنج ساله و بدون مسیر به‌روزرسانی را پوشش نمی‌دهد - این یک برنامه جایگزین است، نه مهاجرت، و هیچ‌کس بودجه آن را تامین نکرده است. و قوانین تدارکات باید به چابکی نشان داده شده و افشای CBOM (بیل مواد رمزنگاری شده) به جای چک باکس های الگوریتم نیاز داشته باشند.

من قاب بندی "Q-day" را نیز بازنشسته خواهم کرد. ضرب‌الاجل‌هایی که در واقع سازمان‌ها را متعهد می‌سازد توسط تنظیم‌کننده‌ها، بیمه‌گران و تیم‌های تدارکات تعیین می‌شوند، نه توسط فیزیک. کسانی که خارج از دنیای کسب و کار هستند باید انتظار داشته باشند که با نزدیک شدن به یک اینترنت کوانتومی ایمن شاهد تغییر باشند و برای آماده سازی چه کاری می توانند انجام دهند؟ بیشتر آنها باید انتظار داشته باشند که متوجه نشوند. مرورگر و سیستم عامل روی میز شما به احتمال زیاد بیش از یک سال است که بدون اعلام آن مبادله کلیدهای پس کوانتومی را انجام می دهند. این چیزی است که یک مهاجرت زیرساختی به خوبی اداره می شود.

جلوه‌های قابل مشاهده ساده و عمدتا غیرمستقیم خواهند بود: دست دادن‌های کمی بزرگ‌تر، گاهی اوقات اتصالات اولیه کندتر از طریق پیوندهای ضعیف تلفن همراه یا ماهواره‌ای، به‌روزرسانی‌های مکرر میان‌افزار، و برخی از دستگاه‌ها زودتر از آنچه مالکان انتظار دارند، پشتیبانی خود را از دست می‌دهند زیرا سخت‌افزار آن‌ها را نمی‌توان برای پشتیبانی از الگوریتم‌های جدید ارتقا داد.

توصیه های عملی غیر جذاب است. نرم افزار را به روز نگه دارید - این واقعا بیشتر آن است. انتظار عمر مفید کمتری را برای هر چیزی که ریشه سخت افزاری دارد، داشته باشید. و با محصولات مصرفی که به‌عنوان «ایمن کوانتومی» به بازار عرضه می‌شوند، با شک و تردید برخورد کنید. مصرف‌کننده‌ها می‌توانند بسیار کمی بخرند که خطری را که قبلا در بالادست مدیریت نشده است، برطرف کند.

تنها مورد توجه شخصی واقعی، داده های محرمانه طولانی مدت است. هر چیزی که باید برای پانزده سال یا بیشتر مخفی بماند و امروز مخابره می شود، می تواند اکنون ضبط شود و بعدا خوانده شود. این دلیلی برای اهمیت دادن به خدماتی است که مهاجرت کرده اند، نه دلیلی برای خرید چیزی.