Capítulo 24 — Segurança quântica e pós-quântica: controles

Mapa da aula

Aula 24 publicada. Mapa, exemplo, EX047.

flowchart TD
  N0["24.1 Famílias de controles"]
  N1["24.2 Estabelecimento de chaves híbrido"]
  N2["24.3 Associando controles à exposição"]
  N3["24.4 Risco residual"]
  N4["24.6 Atividade prática"]
  N5["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5
  N5 --> EX["Exemplo resolvido"]
  EX --> Q["Exercício EX047"]

Desenho lógico

flowchart LR
  N0["24.1 Famílias de controles"]
  N1["24.2 Estabelecimento de chaves híbrido"]
  N2["24.3 Associando controles à exposição"]
  N3["24.4 Risco residual"]
  N4["24.6 Atividade prática"]
  N5["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> Q["EX047"]

[24.1 Famílias de controles]
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[24.2 Estabelecimento de chaves híbrido]
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[24.3 Associando controles à exposição]
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[24.4 Risco residual]
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[24.6 Atividade prática]
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[Síntese]
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[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX047]

Objetivos de aprendizagem

Você vai (1) listar as principais famílias de controles para o risco quântico; (2) explicar o estabelecimento de chaves híbrido PQ/T e a sua terminologia; (3) escolher controles para as exposições ao HNDL e à falsificação posterior; e (4) documentar o risco residual depois dos controles.

24.1 Famílias de controles

Os controles para o risco quântico se dividem em cinco famílias. Os controles de algoritmo implantam algoritmos pós-quânticos ou híbridos. Os controles de dados minimizam, encurtam ou recifram os dados para que menos coisa fique exposta. Os controles de gestão de chaves acrescentam chaves simétricas pré-compartilhadas ou encurtam a vida das chaves. Os controles de arquitetura centralizam a política criptográfica para ganhar agilidade. Os controles de governança incluem a responsabilidade pelo inventário, as cláusulas de compras e os cronogramas de transição.

A maioria das exposições da HCU precisa de controles de mais de uma família. Os controles de governança são os mais lentos para mostrar efeito, mas mantêm as outras famílias avançando ao longo dos anos que uma migração leva.

24.2 Estabelecimento de chaves híbrido

Um esquema híbrido PQ/T, na terminologia da RFC 9794, combina um componente pós-quântico e um tradicional de modo que o resultado seja seguro se qualquer um dos componentes for. No TLS, o X25519MLKEM768 (RFC 10024) concatena um segredo compartilhado do ML-KEM-768 com um segredo compartilhado do X25519 e alimenta os dois no key schedule. Os híbridos protegem contra dois riscos ao mesmo tempo: um futuro computador quântico (que quebraria o X25519) e uma quebra clássica inesperada ou uma falha de implementação no esquema novo. A SP 800-227 discute a combinação de KEMs e os métodos aprovados de combinação de chaves.

24.3 Associando controles à exposição

Para a exposição ao HNDL, implante o estabelecimento de chaves híbrido nos fluxos que levam dados de vida longa e minimize o que esses fluxos carregam. Para a exposição à falsificação posterior, planeje assinaturas pós-quânticas, começando pelas âncoras de confiança de vida longa e pela assinatura de código, e compre dispositivos que as suportem; onde as assinaturas precisarem continuar verificáveis por décadas, planeje também a renovação dos carimbos de tempo do arquivo. Para os itens desconhecidos, o controle é a investigação: uma consulta ao fornecedor ou um teste de laboratório.

O plano da HCU lista cada exposição com o controle escolhido e a evidência que vai mostrar que ele funcionou.

24.4 Risco residual

Nenhum controle remove todo o risco. Depois da troca de chaves híbrida na VPN das agências, os riscos residuais incluem a autenticação clássica (falsificação posterior, urgência menor), dispositivos desconhecidos atrás das agências e a chance de uma configuração voltar silenciosamente ao modo apenas clássico. Declare o risco residual explicitamente, com um responsável e uma data de revisão; um relatório de migração que alega "seguro contra a computação quântica" sem risco residual não é crível.

A HCU monitora os handshakes para detectar o retorno silencioso a grupos apenas clássicos. Cada retorno é registrado e revisado pela equipe de rede em até uma semana.

24.5 Exemplo resolvido

O plano de controles da HCU para o arquivo de hipotecas: (1) IKEv2 híbrido para as transferências das agências; (2) parar de enviar os documentos digitalizados toda noite, enviando-os uma única vez na conclusão; (3) reenvelopar as chaves do arquivo com transporte de chaves baseado em ML-KEM dentro do HSM quando o HSM o suportar; (4) risco residual: carimbos de tempo do arquivo assinados com RSA, responsável o chefe de Gestão de Documentos, revisão anual.

O item dois é um controle de dados que reduz a exposição imediatamente e quase não custa nada. O item três depende de um fornecedor e por isso é datado pelo roteiro do HSM, e não pela HCU. O item quatro nomeia um responsável para um risco que ainda não pode ser fechado. Juntos, eles mostram que um plano crível mistura famílias de controles e admite o que resta.

24.6 Atividade prática

Produza uma tabela de controles para três exposições da HCU, com família do controle, controle específico, efeito esperado, responsável e risco residual.

Escolha exposições de tipos diferentes, como um fluxo exposto ao HNDL, uma âncora de confiança exposta à falsificação posterior e um dispositivo desconhecido. O efeito esperado deve ser mensurável, por exemplo a parcela do tráfego de um fluxo que usa troca de chaves híbrida. Nomeie um papel real como responsável, e não uma equipe. O risco residual deve dizer o que continua exposto depois do controle e quando será revisado, para que a tabela registre o que continua em aberto, além do que foi feito.

24.7 Erros comuns e limites

• Alegar que a troca de chaves híbrida torna a autenticação pós-quântica.
• Ignorar os controles de dados, que costumam ser os mais baratos.
• Omitir o risco residual.

A troca de chaves híbrida protege os segredos de sessão; as assinaturas e os certificados continuam clássicos até serem mudados separadamente. Os controles de dados, como enviar menos, enviar com menos frequência ou apagar mais cedo, costumam cortar a exposição mais rápido e mais barato que qualquer mudança de algoritmo. Omitir o risco residual faz um plano parecer concluído quando não está, e os leitores que notam a lacuna deixam de confiar no resto do relatório.

Exercícios

• EX047 — Justificativa do híbrido. Dê dois riscos distintos contra os quais um híbrido PQ/T protege. Rubrica: 3 = quebra quântica do tradicional e quebra clássica/de implementação do pós-quântico.
• EX048 — Linha da tabela de controles. Escreva uma linha de controle completa para a AC raiz interna da HCU. Rubrica: 3 = família, controle, efeito, responsável, risco residual.

Síntese

Os controles de algoritmo, de dados, de gestão de chaves, de arquitetura e de governança juntos reduzem o risco quântico; os híbridos protegem contra surpresas quânticas e clássicas, e o risco residual precisa ser declarado.