Capítulo 3 — Criptografia e serviços de confiança: evidências especializadas
Mapa da aula
Aula 03 publicada. Mapa, exemplo, EX011.
flowchart TD
N0["3.1 Questões especializadas"]
N1["Laboratório — Tamanhos pós-quânticos"]
N2["3.2 Ler os tamanhos"]
N3["3.3 Onde os tamanhos importam na Corvane"]
N4["3.4 Julgar a qualidade das evidências"]
N5["Síntese"]
N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5
N5 --> EX["Exemplo resolvido"]
EX --> Q["Exercício EX011"]
Desenho lógico
flowchart LR
N0["3.1 Questões especializadas"]
N1["Laboratório — Tamanhos pós-quânticos"]
N2["3.2 Ler os tamanhos"]
N3["3.3 Onde os tamanhos importam na Corvane"]
N4["3.4 Julgar a qualidade das evidências"]
N5["Síntese"]
N0 --> N1 --> N2 --> N3 --> N4 --> N5 --> Q["EX011"]
[3.1 Questões especializadas]
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[Laboratório — Tamanhos pós-quânticos]
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[3.2 Ler os tamanhos]
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[3.3 Onde os tamanhos importam na Corvane]
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[3.4 Julgar a qualidade das evidências]
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[Síntese]
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v
[Exemplo resolvido] --> [Exercício EX011]
Objetivos de aprendizagem
Você vai (1) reunir evidências especializadas sobre a prontidão pós-quântica; (2) ler as normas em busca de tamanhos e de implicações de desempenho; (3) julgar a qualidade das evidências para as decisões.
3.1 Questões especializadas
A migração pós-quântica levanta questões que a equipe em geral não sabe responder: quais algoritmos estão padronizados, qual o tamanho de suas chaves e assinaturas e o que isso significa para os protocolos e os dispositivos. O NIST publicou o FIPS 203 (ML-KEM) para o estabelecimento de chaves e o FIPS 204 (ML-DSA) e o FIPS 205 (SLH-DSA) para as assinaturas. Leila reúne as evidências diretamente desses documentos, e não de resumos, e registra quais conjuntos de parâmetros a Corvane provavelmente usaria. Ela também anota que a integração aos protocolos, como a troca de chaves híbrida no TLS, é definida em trabalhos do IETF que ainda estão amadurecendo, de modo que datas e detalhes precisam ser conferidos de novo.
Laboratório — Tamanhos pós-quânticos
"""Public-key and signature/ciphertext sizes in bytes, from RFC 7748/8032 and FIPS 203/204/205."""
ROWS = [("X25519 (RFC 7748)", "key share", 32, 32), ("ML-KEM-768 (FIPS 203)", "encaps key / ciphertext", 1184, 1088),
("Ed25519 (RFC 8032)", "public key / signature", 32, 64), ("ML-DSA-65 (FIPS 204)", "public key / signature", 1952, 3309),
("SLH-DSA-SHA2-128s (FIPS 205)", "public key / signature", 32, 7856)]
def main():
for name, what, a, b in ROWS:
print(f"{name:<29} {what:<24} {a:>5} / {b:>5}")
print(f"ML-DSA-65 signature is {3309 / 64:.0f}x an Ed25519 signature")
print(f"hybrid X25519+ML-KEM-768 client share: {32 + 1184} bytes")
if __name__ == "__main__":
main()
Execute com python3 lab_sizes.py. Saída verificada:
X25519 (RFC 7748) key share 32 / 32
ML-KEM-768 (FIPS 203) encaps key / ciphertext 1184 / 1088
Ed25519 (RFC 8032) public key / signature 32 / 64
ML-DSA-65 (FIPS 204) public key / signature 1952 / 3309
SLH-DSA-SHA2-128s (FIPS 205) public key / signature 32 / 7856
ML-DSA-65 signature is 52x an Ed25519 signature
hybrid X25519+ML-KEM-768 client share: 1216 bytes
3.2 Ler os tamanhos
O laboratório tabula os tamanhos a partir das normas. Uma parcela de chave X25519 tem 32 bytes; uma chave de encapsulamento ML-KEM-768 tem 1.184 bytes, e seu texto cifrado, 1.088. Uma assinatura Ed25519 tem 64 bytes; uma assinatura ML-DSA-65 tem 3.309 bytes, cerca de 52 vezes maior, e sua chave pública, 1.952 bytes. O SLH-DSA-SHA2-128s mantém uma chave pública de 32 bytes, mas produz assinaturas de 7.856 bytes. Uma parcela híbrida do cliente TLS que combina X25519 e ML-KEM-768 tem 1.216 bytes. Leila conclui que a largura de banda nas redes modernas raramente é o problema; os dispositivos com recursos limitados, as cadeias de certificados e os protocolos com limites fixos de tamanho de mensagem é que são.
3.3 Onde os tamanhos importam na Corvane
Leila mapeia os tamanhos sobre os sistemas da Corvane. O tráfego de escritório e de nuvem consegue absorver handshakes maiores. As unidades de telemática dos caminhões enviam mensagens pequenas por enlaces celulares caros e verificam assinaturas de firmware com memória limitada, de modo que as assinaturas ML-DSA e as cadeias de certificados precisam ser testadas. Os controladores dos terminais portuários rodam firmware de fornecedores com ciclos longos de substituição. O protocolo da plataforma EDI tem limites de tamanho de mensagem que podem quebrar com assinaturas grandes. Ela classifica os sistemas como prontos, precisando de testes ou bloqueados pelos fornecedores e pede aos fornecedores planos de migração por escrito, em vez de garantias verbais.
3.4 Julgar a qualidade das evidências
Leila atribui graus às evidências. As normas têm autoridade sobre os algoritmos e os tamanhos, mas não dizem nada sobre os fornecedores da Corvane. As declarações dos fornecedores são relevantes, mas interessadas. As medições de laboratório nos próprios dispositivos da Corvane são as mais fortes para as decisões locais, mas são caras. Os benchmarks públicos podem usar outro hardware. Ela registra os graus na sua tabela de evidências e usa o elo de grau mais baixo de qualquer argumento para descrever sua força geral. A Prof.ª Rao observa que os executivos costumam tratar os slides dos fornecedores como fatos e que o valor de um profissional pós-graduado está em mostrar onde as evidências são fracas.
Exemplo resolvido
Leila lê os tamanhos do FIPS 203/204/205, descobre que as assinaturas ML-DSA-65 são 52 vezes maiores que as Ed25519 e classifica os sistemas da Corvane como prontos, precisando de testes ou bloqueados pelos fornecedores.
Caso sintético. Os sistemas da Corvane são inventados; os tamanhos vêm da RFC 7748, da RFC 8032 e dos FIPS 203–205.
Erros e limites
Os tamanhos sozinhos não determinam o desempenho; a computação e a memória também importam. Os detalhes de integração do IETF mudam, então confira de novo antes de se comprometer.
Exercícios
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EX011 — Mapa das normas. Quais normas FIPS cobrem o ML-KEM, o ML-DSA e o SLH-DSA? Rubrica: 3 = FIPS 203, 204, 205, respectivamente;; 2 = duas;; 1 = erradas;; 0 = nenhuma.
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EX012 — Razão de tamanho. Quanto maior é uma assinatura ML-DSA-65 do que uma Ed25519? Rubrica: 3 = 3.309 contra 64 bytes, cerca de 52 vezes;; 2 = razão;; 1 = errada;; 0 = nenhuma.
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EX013 — Parcela híbrida. Qual é o tamanho de uma parcela híbrida do cliente com X25519 mais ML-KEM-768? Rubrica: 3 = 1.216 bytes;; 2 = aproximado;; 1 = errado;; 0 = nenhuma.
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EX014 — Sistemas limitados. Quais sistemas da Corvane são os mais afetados pelos tamanhos, e por quê? Rubrica: 3 = telemática (celular, memória), controladores portuários (ciclos dos fornecedores), EDI (limites de mensagem);; 2 = dois;; 1 = vago;; 0 = nenhuma.
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EX015 — Força das evidências. Como Leila descreve a força geral de um argumento? Rubrica: 3 = pelo seu elo de evidência de grau mais baixo;; 2 = elo mais fraco;; 1 = média;; 0 = nenhuma.
Síntese
Evidências especializadas, vindas das normas e de testes locais e avaliadas com honestidade, mostram onde a migração pós-quântica vai doer e onde não vai.
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