Capítulo 35 — Ateliê de projeto II

Capítulo 35 — Ateliê de projeto II

Mapa da aula

Aula 35 publicada. Mapa, exemplo, EX103.

flowchart TD
  N0["35.1 O novo requisito"]
  N1["35.2 Avaliar as opções"]
  N2["35.3 Crítica e plano"]
  N3["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3
  N3 --> EX["Exemplo resolvido"]
  EX --> Q["Exercício EX103"]

Desenho lógico

flowchart LR
  N0["35.1 O novo requisito"]
  N1["35.2 Avaliar as opções"]
  N2["35.3 Crítica e plano"]
  N3["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> Q["EX103"]

[35.1 O novo requisito]
    |
    v
[35.2 Avaliar as opções]
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    v
[35.3 Crítica e plano]
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    v
[Síntese]
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    v
[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX103]

Objetivos de aprendizagem

Você vai (1) reprojetar o sistema para um novo requisito; (2) avaliar a prontidão pós-quântica; (3) apresentar um plano de migração para crítica.

35.1 O novo requisito

No segundo ateliê de projeto, o regulador anuncia que as companhias precisam planejar a migração das assinaturas de longa duração para algoritmos pós-quânticos. Os medidores duram quinze anos, então o firmware assinado hoje precisa continuar verificável e seguro até por volta de 2041. A equipe de Aiyana precisa reprojetar a assinatura do firmware para que os medidores aceitem assinaturas pós-quânticas sem substituição de hardware. Eles leem o FIPS 204, do ML-DSA, e o FIPS 205, do SLH-DSA, e anotam que ambos produzem assinaturas e chaves muito maiores que as do Ed25519 ou do ECDSA. A equipe também lê as orientações de transição do NIST, para que o plano acompanhe os prazos esperados, e registra quais gerações de medidores podem ser atualizadas em campo.

35.2 Avaliar as opções

A equipe compara as opções. O ML-DSA oferece assinaturas de tamanho moderado, de alguns kilobytes, e verificação rápida; o SLH-DSA depende apenas de funções de hash, oferecendo premissas de segurança conservadoras, com assinaturas maiores. Um esquema híbrido exige que tanto uma assinatura clássica quanto uma pós-quântica sejam verificadas, protegendo contra a falha de qualquer uma delas. Para o firmware, o tamanho importa menos do que para as leituras, porque as atualizações são pouco frequentes. A equipe propõe assinaturas híbridas ECDSA mais ML-DSA nos manifestos, com os medidores aceitando o firmware apenas quando as duas forem verificadas, e uma fase posterior que abandona a assinatura clássica.

35.3 Crítica e plano

Os revisores questionam se os medidores têm memória e flash suficientes para verificar assinaturas pós-quânticas. A equipe mede com a biblioteca do fornecedor num medidor de teste e descobre que a verificação cabe, mas exige uma atualização de firmware do bootloader, que por sua vez precisa ser assinada de forma clássica. Eles escrevem um plano de migração: atualizar agora os bootloaders com assinaturas clássicas, introduzir em seguida os manifestos híbridos e aposentar a verificação somente clássica depois que a confiança aumentar. Cada passo tem um rollback. Os revisores aceitam o plano, com o pedido de acompanhar as orientações do NIST sobre os prazos de transição.

Exemplo resolvido

A equipe propõe assinaturas híbridas ECDSA mais ML-DSA nos manifestos, verifica a viabilidade num medidor de teste e escalona a migração por meio de uma atualização do bootloader assinada de forma clássica.

Caso sintético. A regra do regulador e as medições são inventadas; o FIPS 204 e o FIPS 205 são reais.

Erros e limites

Esquemas híbridos aumentam a complexidade e o tamanho; precisam ser projetados por especialistas e implementados com bibliotecas avaliadas. Os prazos mudam, então os planos precisam de revisão.

Exercícios

• EX103 — Por que planejar agora. Por que a Ridgeway precisa planejar agora a assinatura pós-quântica do firmware? Rubrica: 3 = os medidores duram quinze anos, então as assinaturas precisam continuar seguras até por volta de 2041;; 2 = vida longa;; 1 = não é preciso;; 0 = nenhuma.

• EX104 — Regra híbrida. Como o esquema híbrido proposto aceita o firmware? Rubrica: 3 = só quando as assinaturas ECDSA e ML-DSA forem ambas verificadas;; 2 = ambas;; 1 = qualquer uma;; 0 = nenhuma.

• EX105 — Passo do bootloader. Por que o plano começa com uma atualização do bootloader? Rubrica: 3 = verificar assinaturas PQ exige um bootloader atualizado, ele próprio assinado de forma clássica;; 2 = bootloader;; 1 = pular;; 0 = nenhuma.

Síntese

A prontidão pós-quântica para dispositivos de vida longa exige uma migração antecipada, escalonada e híbrida, fundamentada em medições e em normas.

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