Die neuen quantensicheren Algorithmen sind da, was nun?

The years-long wait is over: The final Federal Information Processing Standards (FIPS) for the first three quantum-safe cryptographic algorithms are here.

1. FIPS 203 is the key encapsulation method ML-KEM, based upon the algorithm Kyber, submitted to the PQC algorithm competition.
2. FIPS 204 is the most generic digital signature algorithm ML-DSA, based upon the  Dilithium algorithm.
3. FIPS 205 is the hash-based digital signature algorithm, based upon the  SPHINCS+ algorithm.

Mit der Veröffentlichung der endgültigen Normen ist es wichtig, die Entwurfsalgorithmen aufzugeben, da die zugehörigen Identifikatoren (OIDS) nun veraltet sind. Die mit den Entwürfen geleistete Arbeit wird weiterhin nützlich sein, da die Merkmale in den endgültigen Algorithmen ähnlich sind, aber die gesamte künftige Interoperabilität hängt von den endgültigen Normen ab.

Was können wir, abgesehen von der Aufgabe der Algorithmenentwürfe, noch erwarten, nachdem die endgültigen Standards nun vorliegen? Hier ist, was Sie wissen müssen.

Updates überall: Was von Technologieanbietern zu erwarten ist

Die Freigabe dieser quantensicheren Algorithmen hat eine Phase hoher Aktivität eingeleitet, da die Technologieanbieter daran arbeiten, die erforderlichen Aktualisierungen vorzunehmen. Einige dieser Aktualisierungen können gleichzeitig erfolgen, während andere nacheinander erfolgen müssen, was bedeutet, dass es noch einige Monate dauern wird, bis alles vorhanden und vollständig aktualisiert ist. 

Zu den wichtigsten Aktivitäten für software Anbieter gehören:

• Structural updates: Standardization organizations will finalize and release updates for structures like certificates and CMS messages.
• Cryptographic library updates: Vendors will update cryptographic libraries to match the new algorithms. For Keyfactor, this means updating the Bouncy Castle cryptographic APIs, which is a top priority for our team.
• Interoperability testing: Teams will need to lead new interoperability testing between different libraries, both against the NIST test servers for the algorithms themselves and against structures like certificates and CMS messages under the IETF umbrella.

• Application updates: Once they are released, vendors will update applications with new versions of cryptographic libraries and other management details, such as names in UIs and OIDs.
• Quality assurance: Vendors will also need to lead QA efforts to ensure everything functions securely and properly once the new updates are in place.

Und damit ist die Arbeit noch nicht zu Ende. Wir müssen auch hardware Aktualisierungen in Betracht ziehen, da hardware Sicherheitsmodule (HSMs) für die meisten Produktionsumgebungen obligatorisch sind. Daher arbeiten die HSM-Anbieter bereits an Firmware zur Unterstützung der neuen Algorithmen. Diese Aktualisierungen betreffen auch Standards wie PKCS#11, die von der Standardisierungsorganisation aktualisiert werden müssen. 

Sobald die neue HSM-Firmware verfügbar ist, können die Teams Integrationstests durchführen, um ein vollständig getestetes PKI-System zu liefern. Die gute Nachricht ist, dass, da die meisten Teams mit den Entwurfsalgorithmen getestet haben, bereits alles vorbereitet ist, um die endgültigen Standards so schnell wie möglich zu testen. 

Das Wartespiel: Wie lange Aktualisierungen dauern können

Was können wir angesichts der Tatsache, dass fast alles aktualisiert werden muss, in Bezug auf den Zeitplan erwarten? Bei der Anzahl der Schritte und der Tatsache, dass es sich um Cybersicherheit handelt, sind Überraschungen vorprogrammiert, so dass es schwer ist, einen genauen Zeitplan festzulegen.

Wenn alles nach Plan läuft, können wir also zunächst aktualisierte kryptografische Bibliotheken erwarten, gefolgt von aktualisierten Anwendungen und schließlich einer neuen HSM-Integration. Wenn wir Glück haben, werden wir in der Lage sein, ein vollständig integriertes System zu demonstrieren, das rechtzeitig zur Weihnachtszeit produktionsreif ist. Natürlich hängt der genaue Zeitplan auch von den spezifischen Funktionen ab, die jedes Unternehmen im Endprodukt benötigt.

So ist beispielsweise die FIPS-Zertifizierung für einige Unternehmen von großer Bedeutung, aber das NIST arbeitet noch daran. Das bedeutet, dass die FIPS-Zertifizierung wahrscheinlich noch nicht abgeschlossen sein wird, wenn die neuen kryptografischen Module und HSMs fertig sind. Der genaue Zeitplan für die Zertifizierung lässt sich nur schwer vorhersagen; in der Vergangenheit schwankte er zwischen zwei und 18 Monaten, abhängig von der Warteschlange beim NIST und anderen Faktoren. Aufgrund der bisherigen Erfahrungen können wir davon ausgehen, dass die Zertifizierung irgendwann im Jahr 2025 abgeschlossen sein wird.

Even if FIPS certification is important for your project, don’t let the lack of certification delay your project – the certification will come, and non-certified solutions can be deployed in testing to make the move to production easy when the time arrives.

Planen, planen, planen: Was jetzt zu tun ist, um dem Wandel voraus zu sein

Das Spiel um das Post-Quantum-Computing kommt in Fahrt. Wir kommen jetzt in den Endspurt, wenn wir von der Planungsphase zur Umsetzungsphase des Übergangs übergehen.

Was sollten Sie also jetzt tun?

• Beginnen Sie mit der Planung einer Aktualisierung Ihrer Testsysteme auf die endgültigen Algorithmen, mit dem Ziel, diese in die Produktion zu übernehmen. 
• Stellen Sie sicher, dass Ihre Anbieter eine Roadmap für die Unterstützung der endgültigen Versionen der Algorithmen haben.
• Arbeiten Sie weiter an der Erkennung, der Krypto-Agilität und der Planung Ihrer kryptografischen Migrationen.

Es ist wichtig, dass wir keine Zeit verlieren, denn die Umstellung schreitet schnell voran. Wir werden bald sehen, wie wichtig all die Planungen sind, die die Teams bis jetzt durchgeführt haben.

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