Paul Arends
Dit is de vierde blogpost in onze reeks over Quantum Threat. In onze meest recente functie hebben we het gehad over de effecten van overheidsvoorschriften op de beschikbaarheid van het PQC-product, waarbij overheidsnormen voor berekeningen na de kwantum (PQC) werden besproken en hun impact op de goedkeuring van PQC. Aangezien verschillende belanghebbenden anticiperen op de volwassenheid van PQC, de risico’s van Q-day en oogst nu, blijft Decrypt vervolgens (HNN) cyberaanvallen een reden tot bezorgdheid. In dit bericht zullen we onderzoeken wat er vandaag beschikbaar is op het gebied van kwantumoplossingen, samen met de haalbaarheid en het potentieel van kwantumdistributie (QKD), een opkomende technologie die de kloof tussen het heden en toekomstige PQC overbrugt.
Kwantumoplossingen van vandaag
Hoewel de kwantumdreiging in de toekomst blijft, hebben technologische bedrijven, standaardorganisaties en overheidsinstanties al enige tijd gezocht naar manieren om deze te beperken. Cisco was een pionier in de pogingen om kwantumnetwerkoplossingen te definiëren en aan te bieden. Onze eerste focus lag op hardwarematig beveiligde opstartkwantumveiligheid, gevolgd door kwantumnetwerktransportprotocollen.
Secure Boot nam aanvankelijk de vorm aan van het Cisco LDWM Signature Scheme, gepubliceerd in 2013 door McGrew & Curcio, dat asymmetrische authenticatie biedt zonder complexe wiskunde. Cisco begon onmiddellijk na de publicatie van dit schema hardwareproducten met een veilige kwantumstart-up op basis van LDWM te verzenden. In 2019 schreven D. McGrow, M. Curcio en S. Fluhrer van Cisco het digitale schema van Leighton-Micili Signature (LMS) op basis van Hash, dat veilige digitale handtekeningen creëert met behulp van een cryptografische hash-functie. LMS is opgenomen in de NSA CNSA 2.0-vereisten, waarover we hebben gesproken in onze functie over codering in een post-kwantumwereld.
QKD, Skip, ESI en de mogelijkheid om sleutels te delen met eindpunten
Cisco richtte vervolgens zijn aandacht op het ontwikkelen van kwantumnetwerktransportprotocollen. Dit werk richtte zich voornamelijk op integratie met QKD, een technologie die veilige deling van cryptografische sleutels biedt door gebruik te maken van de fysieke eigenschappen van optische vezels. Door sleutels te delen met behulp van fotonen, kan worden gegarandeerd dat de sleutel niet is onderschept of gecorrumpeerd. In de afgelopen jaren hebben tal van leveranciers QKD-systemen ontwikkeld, hoewel het idee voor deze technologie al decennia oud is.
Voor eenvoud zullen we de term “QKD” gebruiken om zowel op hardware gebaseerde oplossingen als vergelijkbare “QKD” -oplossingen die veilige kwantumsleutels bieden met behulp van andere methoden te vertegenwoordigen. Sommige van deze alternatieve methoden zijn alleen softwareoplossingen. Mijn volgende gebruik van “QKD” verwijst naar al deze oplossingen.
Aangezien de PQC-algoritmen nog niet gestandaardiseerd waren, richtte Cisco zich op manieren om kwantumsleutels te vervangen of toe te voegen aan de legacy-sleuteluitwisselingsmethoden die niet kwantumveilig waren. De Skip-interface, ontwikkeld in 2017, dient dit doel. Skip is een API waarmee netwerkapparaten veilige kwantumsleutels kunnen verkrijgen van een extern sleutelbeheersysteem, zoals QKD. Deze sleutels worden gebruikt in transportprotocollen zoals Ipsec en MacSec om ze kwantumveilig te maken en te beschermen tegen aanvallen en ontcijfering. IETF RFC 8784 definieert het gebruik van deze sleutels voor IPSEC (IkEV2). Helaas is er geen standaard voor het gebruik van deze sleutels voor MacSec.
Cisco heeft de specifieke Skip gepresenteerd bij ETHF met als doel een informatieve RFC te worden. Skip wordt ondersteund in tal van Cisco-apparaten en is openlijk beschikbaar voor gebruik door de sector. Momenteel ondersteunen ongeveer een dozijn leveranciers de Skip-interface:
In 2019 publiceerde het European Telecommunications Standards Institute (ETSI) zijn specificaties voor de QKD-interface, ETSI GS-QKD-014. De ETSI API biedt een subset van functionaliteiten en is over het algemeen vergelijkbaar met de Skip-interface. QKD-leveranciers die aanvankelijk de ETSI-specificaties hebben geïmplementeerd, hebben verklaard dat ze de Skip-interface binnen enkele weken kunnen toevoegen.
Sommige QKD-leveranciers hebben beide specificaties geïmplementeerd. Veel van hen hebben verklaard dat ze de gelijktijdige werking van Skip en ETI binnen hun oplossingen ondersteunen. Enkele kleine verschillen tussen de specificaties voorkomen echter een naadloze integratie van Skip-ESI.
De toekomst van QKD
We krijgen vaak de vraag of Cisco de ETI-specificaties zal implementeren. Deze vraag roept een bredere en belangrijkere vraag op: wat is de toekomst van QKD? Wat is de rol van QKD in het spectrum van oplossingen en apparaten die optica en kwantumtechnologie gebruiken om het beheer en de distributie van kwantumsleutels te beheren, evenals die volledig gebaseerd op software?
Een relevante reactie is dat QKD, ondanks al zijn beloften, nog steeds relatief snel evolueert als technologie. Veel bedrijven evalueren actief het gebruik van QKD en QKD-oplossingen voor hun netwerken. Belangrijke overwegingen zijn onder andere:
- Hoe effectief zijn specifieke QKD-oplossingen?
- Zijn ze echt veilig? Welke bedreigingsvectoren zijn er en hoe worden ze aangepakt?
- Zijn ze geschikt voor de vereisten en omgeving van de organisatie?
- Zijn ze financieel haalbaar?
- Worden betrouwbare componenten gebruikt in de oplossing?
- Hoe integreert een QKD-oplossing met opkomende PQC-oplossingen?
Veel regeringen verbieden het gebruik van QKD-systemen in overheids- of militaire toepassingen, zoals bijvoorbeeld het geval is in het Verenigd Koninkrijk. De Verenigde Staten, Australië en EMEA zullen geen QKD gebruiken totdat bepaalde beperkingen zijn overwonnen. De vaardigheden, volwassenheid en acceptatie van QKD-systemen blijven groeien. Sommige organisaties implementeren uitgebreide beveiliging met behulp van zowel QKD- als PQC-oplossingen in geselecteerde use cases (bijv. BSI, sectie 6.11) en QKD-systemen worden ook gebruikt in sommige productienetwerken.
Conclusie
Hoewel QKD-systemen veelbelovend zijn en in sommige gevallen kunnen bijdragen aan de bescherming tegen de groeiende dreiging van kwantumcomputers, heeft Cisco momenteel de prioriteit gegeven aan de ontwikkeling van PQC-oplossingen. Dit komt overeen met de benadering die de meeste regeringen en organisaties hanteren.
Gerelateerde blogs
We horen graag wat je ervan vindt. Stel een vraag, geef hieronder commentaar en blijf in contact met Cisco Secure op Social!
Cisco Security sociale kanalen
Instagram
Facebook
Twitter
LinkedIn
Deel:
