Capítulo 21 — Segurança quântica e pós-quântica: requisitos

Mapa da aula

Aula 21 publicada. Mapa, exemplo, EX041.

flowchart TD
  N0["21.1 Bons requisitos"]
  N1["21.2 Fontes"]
  N2["21.3 Categorias de requisitos"]
  N3["21.4 Rastreabilidade"]
  N4["Síntese"]
  N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4
  N4 --> EX["Exemplo resolvido"]
  EX --> Q["Exercício EX041"]

Desenho lógico

flowchart LR
  N0["21.1 Bons requisitos"]
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  N2["21.3 Categorias de requisitos"]
  N3["21.4 Rastreabilidade"]
  N4["Síntese"]
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[21.1 Bons requisitos]
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[21.3 Categorias de requisitos]
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[21.4 Rastreabilidade]
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[Síntese]
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[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX041]

Objetivos de aprendizagem

Você vai (1) escrever requisitos de PQC verificáveis; (2) derivar requisitos dos tempos de vida dos dados, das políticas e das restrições dos parceiros; (3) incluir requisitos de disponibilidade e de agilidade; e (4) rastrear os requisitos até os métodos de verificação. O capítulo parte do Capítulo 20 e prepara os modelos e a análise de ameaças.

21.1 Bons requisitos

Um requisito é necessário, inequívoco, verificável e rastreável. "O sistema deverá ser seguro contra a computação quântica" falha nos quatro. Melhor: "REQ-KE-01: Todas as conexões TLS na borda externa deverão negociar o X25519MLKEM768 ou um grupo híbrido PQ/T mais forte quando o cliente oferecer um. Verificação: a telemetria passiva mostra que ≥ 99% dos clientes que o oferecem o negociam."

O requisito reescrito nomeia uma propriedade, um lugar e um limiar, e a linha de verificação diz que evidência conta. A condição "quando o cliente oferecer um" importa: a BPA não pode obrigar scanners portáteis antigos a suportar o grupo híbrido, então um requisito que os ignorasse nunca poderia ser cumprido.

21.2 Fontes

Derive os requisitos de: tempos de vida da confidencialidade dos dados (Capítulo 13), períodos de validade das assinaturas (conhecimentos de embarque: 12 anos), políticas (planos de transição do NIST, reguladores setoriais, CNSA 2.0 para parceiros de segurança nacional), capacidades dos parceiros e restrições operacionais (orçamentos de tamanho de handshake, memória dos dispositivos).

Cada fonte produz números que acabam no texto dos requisitos. O tempo de vida aduaneiro de 25 anos torna urgente o REQ-EXP-03; a validade de 12 anos dos conhecimentos de embarque fixa o prazo da assinatura com ML-DSA; o orçamento de handshake de 1.300 bytes limita o conjunto de parâmetros; os 32 KB de flash dos controladores dos guindastes restringem a escolha da assinatura de firmware. Registrar de qual fonte veio cada requisito permite aos revisores conferi-lo quando essa fonte mudar.

21.3 Categorias de requisitos

• Estabelecimento de chaves: quais protocolos usam KEMs híbridos ou PQC, com quais conjuntos de parâmetros.
• Assinaturas: quais artefatos precisam de assinaturas pós-quânticas, e até quando.
• Agilidade: "REQ-AG-02: Substituir o algoritmo KEM no TLS de borda deverá exigir apenas uma mudança de política e poderá ser concluído em até 30 dias, incluindo os testes."
• Inventário: "REQ-INV-01: O CBOM deverá cobrir ≥ 95% dos ativos, com a parcela desconhecida relatada mensalmente."
• Disponibilidade: "REQ-AV-01: Ativar grupos híbridos não deverá elevar as falhas de handshake acima da linha de base + 0,04 ponto percentual (limite superior de 95%)."

Todo requisito aqui carrega um número, para que os testes possam dizer aprovado ou reprovado.

21.4 Rastreabilidade

Cada requisito se liga a uma fonte e a um método de verificação (teste, análise, inspeção, demonstração). Uma matriz de rastreabilidade mostra a cobertura e ajuda os revisores a encontrar requisitos órfãos.

Na matriz da BPA, o REQ-KE-01 remonta ao tempo de vida dos dados aduaneiros e aponta adiante para a consulta da telemetria passiva; o REQ-AG-02 remonta à política de agilidade e aponta adiante para um exercício cronometrado em que a equipe troca o KEM num ambiente de testes. Um requisito sem ligação adiante não tem evidência de que foi cumprido, e um sem ligação para trás pode não ter razão de existir. Os dois tipos são sinalizados na revisão mensal.

21.5 Exemplo resolvido

O requisito de exportação aduaneira da BPA: "REQ-EXP-03: Os arquivos exportados para a agência aduaneira deverão ser cifrados para a chave ML-KEM-1024 da agência usando o KEMRecipientInfo do CMS (RFC 9629), com um destinatário RSA-OAEP mantido em paralelo até que a agência confirme o suporte (data-alvo registrada). Verificação: inspeção da estrutura do arquivo exportado; teste de interoperabilidade com o sistema de testes da agência."

Manter o destinatário RSA-OAEP em paralelo significa que a agência consegue ler os arquivos durante a transição, mas também que os arquivos continuam expostos à coleta até que esse destinatário seja removido, por isso a data-alvo importa.

21.6 Erros comuns e limites

• Requisitos que nomeiam produtos em vez de propriedades.
• Ausência de requisitos de disponibilidade ou de agilidade.
• Requisitos sem métodos de verificação.

Nomear um produto prende a BPA a um fornecedor e nada diz sobre a propriedade necessária, de modo que um produto substituto não pode ser conferido contra ele. Sem requisitos de disponibilidade e de agilidade, uma implantação que quebra os parceiros ou que não pode ser mudada depois ainda passa na revisão. Um requisito sem método de verificação não pode ser encerrado, como mostra, por contraste, a linha de telemetria do REQ-KE-01. Cada requisito é revisado quanto às três falhas antes de entrar na linha de base.

Exercícios

• EX041 — Reescrever. Reescreva "Usar PQC na VPN" como um requisito verificável. Rubrica: 3 = protocolo, parâmetro, condição e verificação declarados.
• EX042 — Rastrear. Monte uma matriz de rastreabilidade de cinco linhas para a BPA. Rubrica: 3 = fontes e métodos de verificação para cada linha.

Síntese

Os requisitos de PQC são específicos, verificáveis e rastreados até os tempos de vida dos dados, as políticas e as restrições, e incluem agilidade, inventário e disponibilidade, não apenas algoritmos.