В эпоху стремительного развития квантовых технологий возникает новая угроза для интернет-безопасности. Квантовые компьютеры потенциально способны взломать современные криптографические алгоритмы, что ставит под угрозу защиту данных в сети. Google предложила инновационное решение, которое позволяет защитить HTTPS от квантового взлома, сохраняя при этом компактные размеры TLS-сертификатов. В этой статье мы расскажем, как работает эта технология, почему она важна и какие преимущества она приносит пользователям и разработчикам.
Проблема квантового взлома HTTPS
Угроза квантовых компьютеров
Современные криптографические сертификаты стандарта X.509 имеют размер около 64 байтов. Квантовый алгоритм Шора теоретически способен взломать такие сертификаты, что делает их уязвимыми перед будущими угрозами. Для защиты от квантовых атак потребуется увеличить размер криптографических данных до 2,5 кбайт, что замедлит процесс подключения браузера к сайту.
Проблемы увеличения размеров сертификатов
- Увеличение времени рукопожатия при подключении к сайту.
- Замедление прохождения трафика через промежуточные узлы.
- Риск отказа пользователей от нового типа шифрования из-за снижения скорости.
Решение Google: деревья Меркла
Что такое деревья Меркла?
Google обратилась к деревьям Меркла — структурам данных, которые используют хеши и математические операции для проверки больших объёмов информации. Это позволяет значительно сократить размер данных, необходимых для проверки сертификатов.
Как это работает?
- Центр сертификации подписывает только «головной узел» дерева, содержащего миллионы сертификатов.
- Браузеру отправляется упрощённое подтверждение включения сертификата в дерево.
- Размер криптографических данных остаётся в пределах 64 байтов.
Преимущества новой системы
Защита от квантовых атак
Сертификаты на основе деревьев Меркла (Merkle Tree Certificates — MTC) обеспечивают защиту от взлома с использованием квантового алгоритма Шора. Злоумышленникам потребуется взломать как классическое, так и постквантовое шифрование, что делает атаку практически невозможной.
Эффективность и производительность
- Сохранение скорости подключения к сайтам.
- Минимальное увеличение нагрузки на сеть.
- Простота внедрения в существующие системы.
Реализация и перспективы
Тестирование в Google Chrome
Новая система уже реализована в браузере Google Chrome. Cloudflare, единственный генератор распределённого реестра MTC, зарегистрировала около тысячи TLS-сертификатов нового образца для проверки эффективности.
Будущее технологии
- Формирование рабочей группы PKI, Logs and Tree Signatures для разработки долгосрочных решений.
- Передача задач генерации сертификатов традиционным центрам сертификации.
Новая технология Google — это важный шаг в обеспечении безопасности интернета в эпоху квантовых вычислений. Она позволяет защитить данные пользователей, сохраняя высокую скорость и производительность веб-сервисов.
