Post-Quantum Cryptography (PQC) คือการเข้ารหัสรุ่นใหม่ที่ออกแบบให้คอมพิวเตอร์ควอนตัม (คอมพิวเตอร์ที่ใช้หลักฟิสิกส์ควอนตัม และคำนวณบางประเภทได้เร็วกว่าเครื่องปัจจุบันมาก) โจมตีไม่สำเร็จ PQC ทำงานบนคอมพิวเตอร์และเครือข่ายที่ใช้อยู่ทุกวันนี้ได้เลย ไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ควอนตัม

INFOGRAPHIC
Harvest now, decrypt later: ทำไมต้องเริ่มวางแผนก่อน
01
วันนี้: ดักเก็บข้อมูล
ผู้โจมตีเก็บข้อมูลที่เข้ารหัส RSA/ECC ไว้
02
อนาคต: มีเครื่องควอนตัมที่แรงพอ
ไม่มีใครรู้วันที่แน่นอน
03
ถอดรหัสย้อนหลัง
ข้อมูลที่ควรลับอยู่ถูกเปิดเผย
INFOGRAPHIC
อะไรได้รับผลกระทบ และอะไรใช้ต่อได้

ได้รับผลกระทบ

  • RSAการเข้ารหัสและลายเซ็น
  • Diffie-Hellman และ ECCการแลกเปลี่ยนกุญแจและลายเซ็น

ใช้ต่อได้ / ใช้ทดแทน

  • AES-256 และแฮชที่แข็งแรงการเข้ารหัสแบบสมมาตรยังใช้ต่อได้
  • ML-KEMใช้แทนการแลกเปลี่ยนกุญแจ (FIPS 203)
  • ML-DSA และ SLH-DSAใช้แทนลายเซ็นดิจิทัล (FIPS 204, 205)

ความเสี่ยงของคอมพิวเตอร์ควอนตัมต่อการเข้ารหัส

  • RSA และ ECC ถอดรหัสได้ในทางทฤษฎี: RSA, Diffie-Hellman และ ECC (วิธีเข้ารหัสแบบกุญแจสาธารณะที่ใช้กันแพร่หลาย) ตั้งความปลอดภัยไว้บนโจทย์คณิตศาสตร์ชุดหนึ่ง อัลกอริทึมของ Shor ที่รันบนคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่พอ แก้โจทย์ชุดนั้นได้ ผลคือกระทบ TLS (โปรโตคอลเข้ารหัสการเชื่อมต่อ เช่น HTTPS) VPN ใบรับรองดิจิทัล และลายเซ็นดิจิทัล
  • Harvest now, decrypt later (เก็บไว้ก่อน ถอดรหัสทีหลัง): ผู้โจมตีดักเก็บข้อมูลที่เข้ารหัสไว้ได้ตั้งแต่วันนี้ แล้วรอถอดรหัสเมื่อมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่พร้อมใช้ ข้อมูลที่ต้องเป็นความลับนานหลายสิบปีจึงมีความเสี่ยงตั้งแต่ตอนนี้
  • ไม่มีใครรู้วันที่แน่นอน: ปัจจุบันยังไม่มีคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ถอดรหัสนี้ได้จริง แต่การเปลี่ยนระบบเข้ารหัสทั้งองค์กรใช้เวลาหลายปี จึงควรเริ่มตั้งแต่ยังไม่เร่งด่วน
  • ส่วนที่ได้รับผลกระทบน้อยกว่า: การเข้ารหัสแบบสมมาตร (ใช้กุญแจเดียวกันเข้ารหัสและถอดรหัส) เช่น AES-256 และแฮชที่แข็งแรง ยังใช้งานต่อได้ ปัญหาหลักอยู่ที่การแลกเปลี่ยนกุญแจและลายเซ็นดิจิทัล

มาตรฐาน PQC ของ NIST ที่ประกาศแล้ว

ในปี 2024 NIST ประกาศมาตรฐาน PQC ชุดแรก ได้แก่ ML-KEM (FIPS 203) ใช้แลกเปลี่ยนกุญแจ ส่วน ML-DSA (FIPS 204) และ SLH-DSA (FIPS 205) ใช้ทำลายเซ็นดิจิทัล และยังมีมาตรฐานเพิ่มเติมที่อยู่ระหว่างจัดทำ ผู้ให้บริการและเบราว์เซอร์หลายรายรองรับ hybrid key exchange (การแลกเปลี่ยนกุญแจแบบผสม คือใช้วิธีเดิมคู่กับวิธีใหม่) ใน TLS แล้ว

วิธีเตรียมองค์กรสู่ PQC

  • ทำบัญชีการเข้ารหัสที่ใช้อยู่ (crypto inventory): ระบุว่าระบบใดใช้ RSA/ECC ที่จุดไหนบ้าง เช่น TLS, VPN, PKI (ระบบออกและจัดการใบรับรองดิจิทัล), ลายเซ็นโค้ด, ฐานข้อมูล และอุปกรณ์ฝังตัว
  • จัดลำดับตามระยะเวลาที่ข้อมูลต้องเป็นความลับ: ข้อมูลที่ต้องเป็นความลับนานหลายปี เช่น ข้อมูลสุขภาพ การเงิน และความมั่นคง ควรได้รับการปกป้องก่อน
  • ออกแบบให้เปลี่ยนอัลกอริทึมได้ง่าย (crypto-agility): อย่าฝังอัลกอริทึมไว้ในโค้ดหรือฮาร์ดแวร์แบบที่เปลี่ยนไม่ได้ เพื่อให้สลับไปใช้วิธีใหม่ได้เมื่อถึงเวลา
  • ถามแผนจากผู้ขาย: ขอ roadmap (แผนงาน) การรองรับ PQC ของ firewall, VPN, PKI, HSM (อุปกรณ์เก็บกุญแจเข้ารหัสโดยเฉพาะ) และซอฟต์แวร์ที่ใช้ และกำหนดเป็นเกณฑ์ในการจัดซื้อรอบถัดไป
  • ทดลองแบบ hybrid: เริ่มจากระบบที่ไม่สำคัญมาก เช่น TLS ขาออกหรือบริการภายใน เพื่อวัดผลกระทบต่อประสิทธิภาพและความเข้ากันได้
  • ติดตามแนวทางของหน่วยงานกำกับ: เช่น ไทม์ไลน์การเลิกใช้ RSA/ECC ที่ NIST และหน่วยงานของประเทศต่าง ๆ เผยแพร่

เริ่มเตรียมความพร้อม PQC วันนี้

ให้เริ่มจากการทำ crypto inventory และระบุข้อมูลที่ต้องเป็นความลับระยะยาว สองอย่างนี้ไม่ต้องซื้อเครื่องมือใหม่ และทุกขั้นตอนถัดไปต้องอาศัยข้อมูลจากสองอย่างนี้

การเปลี่ยนใบรับรองอัตโนมัติคือพื้นฐานของการเปลี่ยนอัลกอริทึมในอนาคต ดู Certificate Lifecycle Management เมื่อใบรับรองเหลือ 47 วัน

การออกแบบให้เปลี่ยนอัลกอริทึมได้และการทำบัญชีรายการการเข้ารหัสอธิบายละเอียดใน Crypto-agility และ CBOM: เตรียมพร้อมสู่ Post-Quantum

แหล่งอ้างอิงและข้อมูลเพิ่มเติม