Migrando para Criptografia Pós-Quântica

Escopo e Autorização: Esta habilidade descreve a engenharia de migração criptográfica defensiva em sistemas que você possui ou opera. A varredura de descoberta criptográfica pode acessar material de chave sensível e tráfego de produção — execute ferramentas de inventário apenas com autorização e de acordo com as políticas de gerenciamento de mudanças e tratamento de dados da sua organização.

Visão Geral

Um computador quântico criptograficamente relevante (CRQC) executando o algoritmo de Shor quebrará a criptografia de chave pública que protege quase todas as comunicações e assinaturas atuais: RSA, Diffie-Hellman de campo finito e curva elíptica (DH/ECDH) e ECDSA. Primitivas simétricas (AES) e hashes (SHA-2/3) são apenas enfraquecidas (Grover oferece uma aceleração quadrática, mitigada por tamanhos de chave/saída maiores), mas algoritmos assimétricos são catastroficamente quebrados. A ameaça mais urgente é coletar agora, descriptografar depois (HNDL): adversários capturando tráfego criptografado hoje para descriptografar assim que um CRQC existir, o que coloca segredos de longa duração (registros de saúde, segredos de estado, propriedade intelectual, chaves de raiz de confiança) em risco agora.

Em 13 de agosto de 2024, o NIST finalizou os primeiros padrões pós-quânticos: FIPS 203 (ML-KEM, Module-Lattice KEM, anteriormente CRYSTALS-Kyber) para estabelecimento de chaves, FIPS 204 (ML-DSA, Module-Lattice digital signatures, anteriormente CRYSTALS-Dilithium) e FIPS 205 (SLH-DSA, o esquema de assinatura baseado em hash sem estado SPHINCS+). O playbook de migração (NIST SP 1800-38, Migration to Post-Quantum Cryptography) é: (1) construir um inventário criptográfico / CBOM, (2) priorizar por exposição HNDL e agilidade criptográfica, (3) implantar esquemas híbridos (um algoritmo clássico E um algoritmo PQC combinados, por exemplo, X25519MLKEM768) para que uma falha em qualquer um dos lados não comprometa a sessão, e (4) re-chaveamento e rotação.

Esta habilidade mapeia para o ATT&CK T1573 – Canal Criptografado: os mesmos canais criptográficos que os adversários abusam para C2 furtivo são os canais que os defensores devem tornar resistentes a quânticos; entender os algoritmos em uso é fundamental tanto para a detecção de ataques quanto para a migração defensiva. O resultado do NIST CSF é PR.DS-02 (proteção de dados em trânsito) — e, por extensão, dados em repouso para armazenamentos sensíveis a HNDL.

Quando Usar

• Ao construir um inventário criptográfico corporativo / Bill of Materials (CBOM) de criptografia para prontidão quântica.
• Ao priorizar quais sistemas devem migrar primeiro com base na vida útil dos dados e na exposição HNDL.
• Ao habilitar a troca de chaves pós-quântica híbrida (X25519MLKEM768) em endpoints TLS, VPNs ou SSH.
• Ao emitir certificados PQC ou híbridos e testar a verificação de assinatura PQC.
• Ao avaliar a agilidade criptográfica — a capacidade de trocar algoritmos sem re-arquitetar aplicações.

Pré-requisitos

• OpenSSL 3.5.0 ou posterior, que inclui suporte nativo para ML-KEM, ML-DSA e SLH-DSA:

  openssl version            # expect 3.5.0+
  openssl list -kem-algorithms | grep -i mlkem
  openssl list -signature-algorithms | grep -i mldsa
  

• Para OpenSSL 3.0–3.4, o oqs-provider do Open Quantum Safe, mais liboqs:

  git clone https://github.com/open-quantum-safe/liboqs && \
    cmake -S liboqs -B liboqs/build && cmake --build liboqs/build && \
    sudo cmake --install liboqs/build
  git clone https://github.com/open-quantum-safe/oqs-provider && \
    cmake -S oqs-provider -B oqs-provider/_build && \
    cmake --build oqs-provider/_build && \
    sudo cmake --install oqs-provider/_build
  

• Python 3.8+ para o auxiliar de inventário:

  python3 -m pip install cryptography
  

• (Opcional) Um gerador de CBOM: CycloneDX cdxgen, ou cbomkit-theia para descoberta criptográfica de contêiner/diretório.

Objetivos

• Produzir um inventário criptográfico (CBOM) de algoritmos, tamanhos de chave, certificados e protocolos em uso.
• Classificar ativos por vulnerabilidade quântica e exposição HNDL e priorizar a migração.
• Configurar e verificar a troca de chaves híbrida X25519MLKEM768 em um endpoint TLS.
• Gerar chaves ML-KEM e ML-DSA e um certificado PQC/híbrido, e verificar assinaturas.
• Estabelecer uma linha de base de agilidade criptográfica e um plano de re-chaveamento / rotação.

Mapeamento MITRE ATT&CK

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