Capítulo 22 — Segurança quântica e pós-quântica: modelos de sistema e de dados
Mapa da aula
Aula 22 publicada. Mapa, exemplo, EX043.
flowchart TD
N0["22.1 Modelos de ativos e de fluxos"]
N1["22.2 Modelo de dados do CBOM"]
N2["22.3 Cálculo da exposição"]
N3["22.5 Atividade prática"]
N4["Nota de engenharia"]
N5["Síntese"]
N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5
N5 --> EX["Exemplo resolvido"]
EX --> Q["Exercício EX043"]
Desenho lógico
flowchart LR
N0["22.1 Modelos de ativos e de fluxos"]
N1["22.2 Modelo de dados do CBOM"]
N2["22.3 Cálculo da exposição"]
N3["22.5 Atividade prática"]
N4["Nota de engenharia"]
N5["Síntese"]
N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> Q["EX043"]
[22.1 Modelos de ativos e de fluxos]
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[22.2 Modelo de dados do CBOM]
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[22.3 Cálculo da exposição]
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[22.5 Atividade prática]
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[Nota de engenharia]
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[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX043]
Objetivos de aprendizagem
Você vai (1) modelar sistemas como ativos, fluxos e funções criptográficas; (2) construir um modelo de dados para um CBOM; (3) ligar os fluxos de dados aos tempos de vida da confidencialidade; e (4) usar os modelos para calcular a exposição. O capítulo parte dos Capítulos 13, 14 e 21.
22.1 Modelos de ativos e de fluxos
Modele cada ativo (serviço, dispositivo, repositório de dados) e cada fluxo entre ativos. Anote nos fluxos o protocolo, o algoritmo de estabelecimento de chaves, o algoritmo de autenticação e as classes de dados transportadas. Anote nos repositórios a cifragem, o método de encapsulamento de chaves e a retenção. O modelo se torna a espinha dorsal do inventário, da análise de ameaças e do planejamento.
A anotação dos fluxos é onde está a maior parte do valor, porque o risco de coleta se prende aos fluxos, não aos ativos. Um servidor pode hospedar tanto um fluxo de telemetria de vida curta quanto um fluxo de replicação aduaneira, e só o segundo é urgente. Registrar as classes de dados por fluxo permite ao modelo separá-los, o que uma lista de ativos sozinha não consegue.
22.2 Modelo de dados do CBOM
Um conjunto mínimo de entidades do CBOM: Asset (id, responsável, tipo, localização); CryptoUse (ativo, função: troca de chaves/assinatura/cifragem/hash, algoritmo, conjunto de parâmetros, protocolo, biblioteca, fonte da evidência, última observação); Key/Certificate (algoritmo, tamanho, emissor, validade, armazenamento); DataClass (tempo de vida). O campo fonte da evidência — código, configuração, observação passiva, declaração do fornecedor — importa porque as fontes diferem em confiabilidade.
O código e a configuração mostram a intenção, a observação passiva mostra o que foi negociado, e uma declaração do fornecedor é uma alegação até ser testada. Os relatórios de planejamento da BPA mostram a parcela de cada fonte, de modo que um retrato construído sobretudo com declarações fica visivelmente mais fraco.
22.3 Cálculo da exposição
Exposição de um fluxo = (tempo de vida dos dados > tempo até o CRQC assumido) × (troca de chaves vulnerável) × (gravável pelo adversário). Uma consulta sobre o modelo lista os fluxos expostos; juntá-la ao volume de tráfego os ordena. Campos incertos são desconhecidos, nunca presumidos seguros.
O primeiro fator usa a data assumida do CRQC como uma faixa, de modo que um fluxo pode estar exposto apenas no caso pessimista; a consulta informa os dois casos. O terceiro fator capta se um adversário consegue gravar o fluxo, o que é alto para enlaces de internet e mais baixo para tráfego dentro de uma sala de equipamentos trancada. Tratar campos desconhecidos como desconhecidos mantém as lacunas visíveis, e a contagem de desconhecidos se torna um indicador antecedente para a equipe de inventário.
22.4 Exemplo resolvido
O modelo da BPA tem 412 ativos e 1.930 fluxos. Consultar os fluxos que transportam dados com tempo de vida ≥ 10 anos sobre troca de chaves só ECDHE devolve 37 fluxos, 29 dos quais passam por quatro gateways — o que faz dos gateways os alvos de migração de maior alavancagem.
Quatro gateways tratando 29 de 37 fluxos expostos significam que uma mudança de configuração em quatro dispositivos remove a maior parte da exposição, com muito mais eficiência do que visitar cada aplicação. Os oito fluxos restantes são tratados um a um. Essa é a alavancagem que um modelo dá: sem ele, a equipe provavelmente começaria pelo dono de aplicação que se oferecesse primeiro.
22.5 Atividade prática
Esboce as entidades do CBOM numa tabela ou como dataclasses Python, depois preencha dez registros a partir da descrição da BPA e escreva uma consulta pelos fluxos expostos. O Laboratório I do Capítulo 29 amplia isso.
Escolha registros que incluam pelo menos um campo desconhecido e um fluxo com dados de vida longa sobre ECDHE, para que a consulta devolva algo a discutir. Confira se a sua consulta lista os desconhecidos separadamente, em vez de descartá-los em silêncio. Depois acrescente uma coluna de volume de tráfego e ordene os fluxos expostos por volume para ver quais seriam os primeiros itens de trabalho. Guarde as dataclasses para o laboratório posterior.
22.6 Erros comuns e limites
- Modelos que registram algoritmos, mas não a fonte da evidência.
- Tratar o desconhecido como seguro.
- Modelos construídos uma vez e nunca atualizados.
Sem a fonte da evidência, a alegação de um fornecedor de suportar PQC parece igual a um handshake medido, e o planejamento se apoia em dados não verificados. Tratar o desconhecido como seguro faz a consulta de exposição parecer melhor à medida que o inventário piora. Um modelo construído uma vez fica errado na próxima versão; a BPA o atualiza a partir do CBOM em cada build e da observação passiva toda semana.
Nota de engenharia
Os modelos também precisam registrar o tempo. Um fluxo observado uma vez há dezoito meses pode não existir mais, e uma biblioteca atualizada na semana passada pode ter mudado os padrões. Guarde os registros de primeira e última observação com cada observação e passe os registros envelhecidos para um estado "não verificado", em vez de apagá-los em silêncio. Isso mantém a consulta de exposição honesta: ela distingue os fluxos sabidamente vulneráveis agora daqueles que eram vulneráveis na última observação e precisam ser observados de novo antes que alguém gaste orçamento de migração com eles.
Exercícios
- EX043 — Projeto da entidade. Defina a entidade CryptoUse com tipos de campo e valores permitidos. Rubrica: 3 = inclui a fonte da evidência e o registro de última observação.
- EX044 — Consulta de exposição. Escreva pseudocódigo para a consulta de fluxos expostos. Rubrica: 3 = trata explicitamente os valores desconhecidos.
Síntese
Modelos de ativos e fluxos anotados com funções criptográficas e tempos de vida dos dados transformam as perguntas da migração em consultas; o modelo do CBOM precisa registrar as fontes de evidência e os desconhecidos.
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