MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Cloudflare объявила о планах по выпуску TLS-сертификатов, устойчивых к атакам с использованием квантовых компьютеров. Компания сообщила, что будет использовать платформу с открытым исходным кодом, позволяющую выпускать как традиционные TLS-сертификаты, так и их постквантовые аналоги — так называемые сертификаты на основе деревьев Меркла (Merkle Tree Certificates). Эти гибридные сертификаты будут бесплатно предоставляться всем пользователям.
Источник изображений: Cloudflare
Cloudflare будет использовать уже пользующийся доверием корневой сертификат от удостоверяющего центра GlobalSign. По заявлению Cloudflare, это решение позволит миллионам сайтов начать использовать постквантовые сертификаты практически мгновенно, без снижения производительности. Планы Cloudflare — часть масштабной модернизации инфраструктуры открытых ключей для веб-ресурсов (Web Public Key Infrastructure, WebPKI), необходимой для обеспечения безопасности шифрования и аутентификации сайтов в наступающую постквантовую эпоху.
Одной из главных задач является использование устойчивых к квантовым атакам цифровых подписей, которые можно легко передавать по запросу и фиксировать в журналах прозрачности (transparency logs). Процесс модернизации займёт годы, поскольку потребует совместных усилий огромного числа разработчиков операционных систем, браузеров, ПО для удостоверяющих центров и элементов инфраструктуры.
Защита WebPKI от квантовых атак — сложнейшая задача, требующая фундаментальных архитектурных изменений, а не просто замены алгоритмов. Использование постквантовых версий современных классических сертификатов X.509 увеличило бы примерно в 40 раз объём данных, передаваемых при TLS-рукопожатии (процессе установления соединения) в начале нового сеанса связи с сервером. Дополнительные вычислительные затраты и нагрузка на пропускную способность сети, необходимые для реализации такой системы, привели бы к краху привычного интернета.
В феврале 2026 года компания Google предложила использовать деревья Меркла — иерархические структуры данных, которые используют криптографические хеши и другие математические методы для проверки содержимого больших массивов информации, задействуя лишь малую их часть. Данная технология, которую Google и Cloudflare уже тестируют в рамках ограниченных пилотных проектов, позволяет сократить объём данных, передаваемых при установлении соединения, примерно до 40 килобайт, что сопоставимо с текущими размерами обрабатываемых данных.
Нынешняя система WebPKI для подтверждения подлинности сертификата опирается на многозвенную цепочку подписей, уязвимых к атакам с использованием квантовых компьютеров. Поскольку замена этих подписей на устойчивые к квантовым вычислениям аналоги потребовала бы чрезмерных ресурсов, цепочки заменяют компактными доказательствами на основе деревьев Меркла. Для формирования такого доказательства удостоверяющий центр подписывает лишь один «корень дерева», который может представлять миллионы сертификатов. В большинстве случаев браузер обрабатывает так называемый «ориентир» (landmark) — облегчённое доказательство того, что сертификат находится где-то внутри дерева.
Общеотраслевые правила требуют публикации TLS-сертификатов в распределённых реестрах с возможностью добавления, но без возможности изменения или удаления записей (так называемых публичных журналах прозрачности). Владельцы сайтов отслеживают эти журналы в режиме реального времени, чтобы убедиться, что для используемых ими доменов не были выпущены несанкционированные сертификаты. Программы обеспечения прозрачности были внедрены в ответ на взлом нидерландской компании DigiNotar в 2011 году, позволивший злоумышленникам выпустить 500 поддельных сертификатов для Google и других известных сайтов.
В рамках действующей системы PKI обновления выполняются путём добавления нового звена в цепочку подписей. Деревья Меркла позволяют подтвердить целостность цепочки подписей без явного перечисления каждого отдельного звена. У этого подхода есть ещё одно важное преимущество. В современной системе ведение журналов прозрачности — это процесс, отделённый от процедуры выдачи сертификатов. В случае же с сертификатами на базе деревьев Меркла регистрация в журнале становится неотъемлемой частью процесса выдачи.
План Cloudflare предусматривает и ряд других решений. Одно из них — ACME (Automated Certificate Management Environment), механизм с открытым исходным кодом для выпуска сертификатов и их автоматического продления незадолго до истечения срока действия. Кроме того, сертификаты, устойчивые к квантовым вычислениям, обеспечат возможность передачи цифровых подписей по альтернативным каналам, например, посредством обновления браузера.
«Мы пока не выпускаем сертификаты, и до этого момента пройдёт ещё некоторое время, — пояснил представитель Cloudflare. — Однако мы открыто заявляем о своей работе, сообщаем о достигнутых этапах и подробно рассказываем о том, что именно создаём, сотрудничая при этом с участниками программ корневых сертификатов и другими представителями сообщества WebPKI». Cloudflare планирует начать выдачу сертификатов в первом квартале 2027 года.
Источник:
