Con la última versión de nuestro sistema operativo [frXOS-2.9.0] damos prioridad a los dos algoritmos criptográficos híbridos poscuánticos (PQC) X25519MLKEM768 y SECP256R1MLKEM768 para el intercambio de claves TLS, haciendo que sus datos en tránsito estén protegidos frente a amenazas cuánticas de forma predeterminada. Gracias a la tecnología fragmentiX Secret Sharing, independientemente del cifrado utilizado para el transporte, sus datos en reposo están siempre protegidos frente a ataques, incluidos aquellos que en el futuro podrían llevarse a cabo mediante ordenadores cuánticos.

Recientemente, los algoritmos de criptografía poscuántica (PQC) han sido estandarizados por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST), y ha comenzado su integración en HTTPS/TLS con el objetivo de proteger los datos en tránsito frente a las amenazas cuánticas. Este desarrollo está en consonancia con las recomendaciones de la Comisión Europea, tal como se establece en su hoja de ruta para la implementación coordinada de la transición hacia la criptografía poscuántica.

En la misma línea, el BSI publicó una declaración conjunta firmada por socios de 21 países europeos, entre ellos la Cancillería Federal de Austria y la ANSSI francesa.

Cómo utilizarlo con fragmentiX

Durante algún tiempo hemos apoyado los algoritmos híbridos-PQC de última generación, que combinan la clásica curva elíptica y la criptografía post-cuántica para proporcionar seguridad a largo plazo. Con nuestra actualización frXOS-2.9.0, les estamos dando prioridad para todas las conexiones (tanto front-end como back-end). Esto significa que utilizando un fragmentiX Appliance estará preparado para mantener sus datos permanentemente seguros desde el punto de vista cuántico durante todo su ciclo de vida.

Front-end (de cara al usuario o a sus servicios locales)

Los servidores S3 y WebDAV que se ejecutan en el dispositivo fragmentiX admiten y prefieren los algoritmos de curva elíptica híbrida/PQC X25519MLKEM768 y SECP256R1MLKEM768. Esto significa que necesitas un cliente que también admita uno de estos algoritmos (por ejemplo, aplicaciones que dependan de OpenSSL-3.5 o posterior).

Cuando se conecte al dispositivo fragmentiX utilizando el protocolo WebDAV y un navegador web actualizado, el intercambio de claves se realizará automáticamente con X25519MLKEM768 y, por lo tanto, su conexión será segura.

Otros clientes WebDAV y S3 no han adoptado los algoritmos PQC híbridos o el despliegue de OpenSSL 3.5 es demasiado lento para soportar los nuevos protocolos.

Back-end (conexiones con los LOCATION de almacenamiento)

El fragmentiX Appliance necesita abrir conexiones a los servicios remotos en la nube que configuró como almacenamiento LOCATION de los fragmentos de sus datos. Para estas conexiones ahora se prefiere el algoritmo de intercambio de claves X25519MLKEM768, mientras que SECP256R1MLKEM768 se admite como opción alternativa. Que el servidor remoto se ajuste a esta preferencia depende del proveedor y de su infraestructura.

Lamentablemente, no hemos encontrado ningún proveedor S3 que actualmente sea totalmente compatible con algoritmos PQC híbridos (Amazon AWS solo los admite para determinados servicios relacionados con la seguridad, pero no para su almacenamiento S3 https://aws.amazon.com/blogs/security/ml-kem-post-quantum-tls-now-supported-in-aws-kms-acm-and-secrets-manager/).

Puede utilizar su navegador web para comprobar qué algoritmo se utiliza para el intercambio de claves TLS, como se describe más adelante en la información técnica.

Esto, sin embargo, no afecta a la seguridad de sus datos en reposo, proporcionada por fragmentiX Secret Sharing.

Antecedentes técnicos

Como hay muchos recursos disponibles en Internet, resumimos aquí los aspectos técnicos más importantes y remitimos al lector interesado a los enlaces que figuran a continuación para más detalles.

¿Por qué es importante el PQC (AHORA)?

El estado actual de la práctica en materia de seguridad de nuestras infraestructuras y comunicaciones digitales se basa en la criptografía asimétrica clásica. Se basa en la dificultad (supuesta) de un conjunto de problemas matemáticos, como la descomposición de un número natural en sus factores primos, el problema del logaritmo discreto o el problema del logaritmo discreto de curva elíptica. Estos problemas son el resultado de funciones unidireccionales que son fáciles de evaluar, pero hasta la fecha no se conoce ningún algoritmo eficaz para invertirlos en un ordenador clásico, dado un cierto "tamaño" del problema.

Por lo tanto, se considera imposible vulnerar la criptografía de clave pública utilizando ordenadores clásicos. Sin embargo, desde la década de 1990 disponemos de algoritmos cuánticos que reducen exponencialmente la complejidad de dichos problemas. Por consiguiente, una vez que entren en juego ordenadores cuánticos suficientemente potentes, la situación cambiará drásticamente. Los expertos en computación cuántica estiman que ordenadores cuánticos suficientemente potentes podrían estar disponibles ya en la próxima década.

Es importante planificar ahora, porque

• en primer lugar, implementar la PQC en todos los servicios de uso cotidiano requiere mucho tiempo,
• en segundo lugar, los ataques Harvest Now, Decrypt Later (HNDL), que consisten en almacenar AHORA datos y sesiones de protocolo cifrados mediante criptografía clásica y esperar hasta que haya ordenadores cuánticos disponibles para romper el cifrado y acceder a la información confidencial, ya representan una amenaza relevante para la información sensible que debe permanecer protegida durante muchos años.

¿Qué es PQC?

Para combatir esta amenaza aparentemente inevitable, hay que utilizar métodos criptográficos que sean incluso difíciles de romper en los ordenadores cuánticos. Sólo así nuestros datos y secretos podrán permanecer intactos a largo plazo. La criptografía poscuántica se ocupa de algoritmos criptográficos que funcionan en hardware clásico y que se supone que cumplen el requisito antes mencionado.

Nótese que los esquemas criptográficos que utilizan efectos y hardware no clásicos (cuánticos) y que deberían ser difíciles o incluso indescifrables con ordenadores cuánticos pertenecen a la criptografía cuántica. Este enfoque completamente diferente se tratará en un próximo artículo.

Algoritmos PQC

Los candidatos a algoritmos PQC se basan en problemas basados en

• la dificultad de descodificar eficazmente los códigos generales de corrección de errores ("criptografía basada en códigos")
• la dificultad de ciertos problemas en celosías matemáticas ("criptografía basada en celosías")
• propiedades de seguridad de las funciones hash criptográficas ("criptografía basada en hash").

Para obtener más información, consulte este artículo de Wikipedia.

¿Qué son los algoritmos (híbridos)?

Dado que los algoritmos PQC son relativamente nuevos, un enfoque útil consiste en combinarlos con un algoritmo clásico de eficacia probada para crear lo que se conoce como un algoritmo PQC híbrido. Esto aumenta la confianza en el algoritmo combinado y proporciona una capa de seguridad adicional en caso de que alguno de los algoritmos PQC o su implementación resulte vulnerable.

En concreto, la mayoría de las implementaciones utilizan hasta ahora una combinación de algoritmos de curva elíptica y ML-KEM, estandarizado por el NIST, un algoritmo PQC basado en retículas.

Cómo comprobar si su conexión es "quantum safe" (segura desde el punto de vista cuántico)

Si utiliza un navegador actualizado, podrá comprobar fácilmente si un servidor es compatible con el algoritmo PQC híbrido (por ejemplo, Firefox y Chrome):

Ejemplo de cromo

• Abrir el navegador
• Pulsa F12 para abrir la consola de depuración
• En Chrome, seleccione Privacidad y seguridad y, a continuación, Vista general.
• Abra el sitio web/servidor en cuestión
• Busque Connection y X25519MLKEM768.

Ejemplo de Firefox

• Abrir el navegador
• Pulsa F12 para abrir la consola de depuración
• Seleccione Red.
• Abra el sitio web/servidor en cuestión
• Seleccione una de las entradas
• Tal vez tenga que recargar el sitio web si no hay entradas en la lista
• En la sección de la derecha, seleccione Seguridad
• Busque Key Exchange Group: "mlkem768x25519".

Si desea comprobar el handshake TLS de otras aplicaciones, puede utilizar herramientas como Wireshark para monitorizar el tráfico de red.

También puede realizar esta comprobación para su conexión con la fragmentiX Appliance. Aunque un navegador web no envíe una solicitud S3, el handshake TLS con nuestro servidor S3 se sigue llevando a cabo y muestra el algoritmo PQC híbrido utilizado.

Próximos pasos para la seguridad cuántica

• Consulte nuestra comparativa de proveedores S3, que actualizamos periódicamente, para descubrir cuál será el primero en admitir los nuevos algoritmos.
• Si su proveedor S3 preferido ya es compatible con los algoritmos PQC, póngase en contacto con él.
• Artículo de Wikipedia sobre criptografía poscuántica

Recursos/lectura complementaria

• Artículo de Wikipedia sobre Criptografía post cuántica
• Recomendaciones de BSI sobre el PQC
• Artículo del NIST: ¿Qué es la criptografía poscuántica?