การเข้ารหัสหลังยุคควอนตัมสำหรับการส่งข้อความ
Sanket (Sanket.Chat) โดย Tosh Defence ปกป้องการรับส่งข้อความด้วยวิทยาการเข้ารหัสลับแบบผสมที่ป้องกันภัยคุกคามจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมในทั้ง 2 ขั้นตอนของทุกการสนทนา ได้แก่ การตั้งค่าเซสชันด้วย PQXDH โดยใช้กุญแจล่วงหน้า Kyber ที่ป้องกันภัยคุกคามจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม และกลไกปรับเปลี่ยนกุญแจ Sparse Post-Quantum Ratchet (SPQR) ของ Signal ที่ผสมความลับ ML-KEM เข้าใน Double Ratchet ซึ่งทำงานต่อเนื่อง การรับส่งข้อมูลยังเพิ่มการแลกเปลี่ยนกุญแจแบบผสม X25519MLKEM768 ซึ่งเสนอให้ใช้ก่อนที่จุดเชื่อมต่อขอบเครือข่าย เพื่อปกป้องข้อมูลการรับส่งที่ถูกบันทึกไว้จากการโจมตีแบบเก็บข้อมูลตอนนี้เพื่อถอดรหัสภายหลัง
ฝ่ายตรงข้ามสามารถบันทึกข้อมูลรับส่งที่เข้ารหัสไว้ในวันนี้ แล้วพยายามถอดรหัสเมื่อมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีขีดความสามารถเพียงพอ ข้อมูลที่ต้องรักษาเป็นความลับไปอีกหลายปีจึงจำเป็นต้องได้รับการปกป้องจากภัยคุกคามยุคหลังควอนตัมตั้งแต่ตอนนี้ และ SANKET ให้การปกป้องดังกล่าวผ่าน libsignal ของ Signal ที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว
การป้องกันหลังยุคควอนตัมตั้งแต่ข้อความแรก
เซสชัน Sanket ทุกเซสชันเริ่มต้นด้วย PQXDH ซึ่งเป็นส่วนขยายของ X3DH สำหรับการป้องกันภัยจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม ฝ่ายเริ่มต้นผสานผลการตกลงกุญแจด้วย X25519 จำนวน 3 หรือ 4 ครั้งเข้ากับการห่อหุ้มกุญแจด้วย Kyber โดยใช้กุญแจล่วงหน้า Kyber แบบใช้ครั้งเดียวของอุปกรณ์ผู้รับ 1 กุญแจ แล้วสร้างค่าลับของเซสชันจากผลทั้งหมด ผู้ที่บันทึกการจับมือเพื่อสร้างการเชื่อมต่อในวันนี้แล้วได้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมาในภายหลังจะไม่สามารถกู้คืนกุญแจเซสชันจากข้อมูลนั้นได้
ขั้นตอนการติดตั้งตรวจสอบลายมือชื่อดิจิทัลของกุญแจล่วงหน้า Kyber ทุกชุดด้วย libsignal ก่อนจัดเก็บ และชุดกุญแจล่วงหน้าทุกชุดต้องมีกุญแจล่วงหน้า Kyber สำหรับกรณีสุดท้าย เพื่อไม่ให้เซสชันเริ่มต้นโดยไม่มีองค์ประกอบการเข้ารหัสที่ต้านทานคอมพิวเตอร์ควอนตัม
การป้องกันหลังยุคควอนตัมตลอดการสนทนา: SPQR
รุ่นของ Sanket ที่ใช้ libsignal ใช้กลไกแรตเชต Sparse Post-Quantum ของ Signal ควบคู่กับ Double Ratchet ในทุกเซสชัน โดยผสานข้อมูลลับที่ได้จาก ML-KEM เข้ากับกุญแจเข้ารหัสข้อความ Signal เรียกการทำงานร่วมกันนี้ว่าแรตเชตสามชั้น การกู้คืนกุญแจเข้ารหัสข้อความต้องอาศัยการทำลายทั้งองค์ประกอบเส้นโค้งวงรีและองค์ประกอบที่ต้านทานคอมพิวเตอร์ควอนตัม ตลอดอายุของการสนทนา
TLS แบบผสมที่ต้านทานการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม
ใน TLS 1.3 ระบบปลายทางเสนอชุดการแลกเปลี่ยนกุญแจแบบผสม X25519MLKEM768 เป็นลำดับแรก ความลับร่วมของชุดนี้ผสาน X25519 กับ ML-KEM-768 ดังนั้นเซสชันที่ถูกบันทึกไว้จะยังคงเป็นความลับ เว้นแต่ทั้งสองส่วนจะถูกทำลายความปลอดภัย อุปกรณ์ลูกข่ายใดก็ตามที่ชุดซอฟต์แวร์ TLS รองรับชุดดังกล่าวจะเจรจาใช้ชุดนี้ และการเชื่อมต่อขาออกของระบบที่ติดตั้งเองก็เสนอชุดนี้ด้วย
ชุดรหัสยังคงใช้ AES-256-GCM เท่านั้น และการเข้ารหัสแบบสมมาตรใช้กุญแจขนาด 256 บิตทั้งหมด ซึ่งเป็นขนาดกุญแจที่ถือว่าเพียงพอต่อการรับมือการโจมตีด้วยควอนตัมที่เป็นที่รู้จัก
- เสนอ X25519MLKEM768 เป็นลำดับแรก
- เฉพาะชุดรหัสลับ AES-256-GCM
- วัดค่ากลุ่มที่เจรจาตกลงกันโดยไม่บันทึกว่าใครเชื่อมต่อ
- บันทึกกระบวนการจับมือได้รับการยืนยันความถูกต้องแบบต้นทางถึงปลายทาง
พร้อมรับสิ่งที่จะตามมา
SANKET ออกแบบให้ปรับใช้อัลกอริทึมการเข้ารหัสใหม่ได้ libsignal มีการกำหนดรุ่น จึงเพิ่มองค์ประกอบพื้นฐานใหม่ได้เมื่ออัปเกรดไลบรารี เช่นเดียวกับ PQXDH และ SPQR กลุ่มอัลกอริทึมสำหรับการรับส่งข้อมูลกำหนดค่าได้ที่จุดขอบเครือข่าย การเข้ารหัสการโทรใช้โปรไฟล์ที่ระบุหมายเลขรุ่นซึ่งเซิร์ฟเวอร์บังคับใช้ และการใช้ AES-GCM ทั้งหมดในแอปพลิเคชันต้องผ่านส่วนช่วยเดียวที่ตรวจสอบอย่างเข้มงวด ลายเซ็นแบบผสม Ed25519 และ ML-DSA สำหรับรุ่นเผยแพร่และใบอนุญาตได้รับการออกแบบและอยู่ในแผนพัฒนา โดยจะเปิดใช้เมื่อมีการติดตั้งใช้งาน ML-DSA ที่ผ่านการตรวจสอบอิสระ
หลักฐานยืนยันทางเทคนิค
อ่านรายละเอียดในเอกสารไวต์เปเปอร์ของ Sanket
ทุกข้อความที่ระบุในหน้านี้มีรายละเอียดฉบับเต็มอยู่ในเอกสารเผยแพร่ด้านความปลอดภัยทางเทคนิคและสถาปัตยกรรมของ Sanket ซึ่งอ่านได้ฟรีโดยไม่ต้องลงทะเบียน
SANKET เป็นระบบส่งข้อความที่ปลอดภัยจากการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือไม่?
ระบบรับส่งข้อความของ SANKET ใช้วิทยาการเข้ารหัสแบบผสมที่ต้านทานภัยจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม ทั้งสำหรับการตั้งค่าช่วงการสื่อสาร (PQXDH ร่วมกับ Kyber-1024) และกลไกปรับกุญแจอย่างต่อเนื่อง (SPQR) ผ่าน libsignal ฉบับทางการของ Signal ผู้โจมตีต้องเจาะทั้งส่วนของวิทยาการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมและส่วนที่ต้านทานภัยจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม
PQXDH คืออะไร
PQXDH เป็นส่วนขยายของการตกลงกุญแจ X3DH จาก Signal ที่ต้านทานคอมพิวเตอร์ควอนตัม โดยเพิ่มกลไกห่อหุ้มกุญแจ Kyber ให้กับการตกลงกุญแจ X25519 เพื่อไม่ให้การจับมือที่ถูกบันทึกไว้ถูกถอดรหัสในภายหลังด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัม กลไกนี้ผ่านการวิเคราะห์อย่างเป็นทางการแล้ว
SPQR หรือทริปเปิลแรตเชตคืออะไร
SPQR คือกลไกแรตเชตแบบเบาบางที่ทนต่อการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมของ Signal ทำงานควบคู่กับ Double Ratchet และผสานข้อมูลลับที่ได้จาก ML-KEM เข้ากับกุญแจเข้ารหัสข้อความ ทำให้การป้องกันการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมครอบคลุมตั้งแต่เริ่มเซสชันไปจนตลอดการสนทนา
SANKET ใช้ TLS แบบต้านทานคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือไม่?
ได้ ส่วนหน้าของระบบเสนอตัวเลือกการแลกเปลี่ยนกุญแจแบบผสม X25519MLKEM768 เป็นลำดับแรกใน TLS 1.3 และระบบที่ติดตั้งก็เสนอตัวเลือกนี้สำหรับการเชื่อมต่อขาออก โปรแกรมลูกค้าที่ชุดซอฟต์แวร์ TLS รองรับจะเจรจาใช้ตัวเลือกนี้โดยอัตโนมัติ
การเก็บข้อมูลไว้ตอนนี้เพื่อถอดรหัสภายหลังคืออะไร?
คือการบันทึกข้อมูลการสื่อสารที่เข้ารหัสไว้ในวันนี้ เพื่อถอดรหัสเมื่อมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีความสามารถเพียงพอในอนาคต การตกลงคีย์แบบผสมที่ทนต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัม ดังที่ SANKET ใช้ ช่วยปกป้องข้อมูลการสื่อสารที่บันทึกไว้จากภัยคุกคามนี้
AES-256 ทนต่อการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมหรือไม่?
เออีเอส-256 ถือว่าเพียงพอต่อการโจมตีด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เป็นที่รู้จัก เมื่อใช้กุญแจขนาด 256 บิต ด้วยเหตุนี้ Sanket จึงใช้กุญแจแบบสมมาตรขนาด 256 บิตทั่วทั้งระบบ
ปกป้องการสื่อสารในวันนี้จากคอมพิวเตอร์ในวันหน้า
ติดต่อ Tosh Defence เพื่อหารือเกี่ยวกับการออกแบบให้ทนต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมและความสามารถในการปรับเปลี่ยนวิธีการเข้ารหัสของ SANKET สำหรับข้อมูลอ่อนไหวที่ต้องเก็บรักษาในระยะยาว.