網際網路工程任務小組(IETF)今年8月發布RFC 10024,正式為TLS 1.3訂定3種結合傳統金鑰交換技術與後量子密碼學(Post-Quantum Cryptography,PQC)演算法的混合式金鑰建立機制。由於相關技術已陸續導入主流瀏覽器及雲端服務,企業規畫PQC轉型時,除了確認產品是否支援相關混合式金鑰交換機制,也需要了解實際TLS連線採用的金鑰交換機制。
混合式金鑰交換讓TLS連線同時採用傳統與抗量子密碼演算法,而不是直接以後者取代前者。RFC 10024將橢圓曲線Diffie-Hellman暫時性金鑰交換(ECDHE),與模組格基式金鑰封裝機制(Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism,ML-KEM)結合,並將兩者產生的共享祕密用於建立TLS連線金鑰。即使其中一種演算法不再安全,只要另一種仍安全,便可維持混合式金鑰交換的安全性。
RFC 10024共同作者、後量子密碼學業者PQShield的Krzysztof Kwiatkowski指出,Chrome、Firefox等主流瀏覽器及AWS部分雲端服務早在RFC 10024發布前就已採用混合式PQC金鑰交換。Google Cloud也已在部分API端點提供混合式PQC金鑰交換,部分負載平衡服務也可啟用這項機制。Oracle今年9月發布的Java 27及AWS隨後推出的Amazon Corretto 27,也都納入JEP 527,支援TLS 1.3混合式PQC金鑰建立機制。
不過,產品支援混合式PQC金鑰交換,不代表企業所有TLS連線都已採用相同機制。以透過內容傳遞網路(CDN)提供網站服務的企業為例,使用者與CDN之間,以及CDN與企業原始伺服器(Origin Server)之間,可分別建立TLS連線,並採用不同的金鑰交換機制。因此,即使使用者與CDN之間已採用混合式PQC金鑰交換,也不能據此判斷CDN與原始伺服器之間是否採用相同機制。
企業評估TLS的PQC轉型進度時,也需要注意金鑰交換與伺服器身分驗證的差異。RFC 10024規範的是TLS 1.3的混合式金鑰交換,並未涵蓋伺服器身分驗證使用的數位憑證及數位簽章。即使TLS連線已採用混合式PQC金鑰交換,伺服器仍可能使用傳統數位簽章演算法進行身分驗證,因此不能僅憑金鑰交換已採用PQC,就認定伺服器身分驗證也已完成PQC轉型。
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