iMessage integra o protocolo de criptografia PQ3

PQ3: o novo protocolo de criptografia do iMessage

• O iMessage anunciou a atualização de segurança de criptografia mais importante da história ao introduzir o novo protocolo de criptografia chamado PQ3.
• O PQ3 avança a tecnologia de mensagens seguras de ponta a ponta (end-to-end), incluindo defesa contra ataques de computação quântica.
• O PQ3 é reconhecido como o app de mensagens com as propriedades de segurança mais robustas entre os aplicativos de mensagens amplamente distribuídos mundialmente.

Evolução da criptografia do iMessage

• O iMessage foi lançado em 2011 como o primeiro app de mensagens popular a oferecer criptografia de ponta a ponta por padrão.
• O protocolo de criptografia foi continuamente aprimorado com melhorias, como a mudança de RSA para criptografia de curva elíptica (ECC) e a proteção de chaves de criptografia em uma área segura no dispositivo (Secure Enclave).
• A segurança do protocolo foi fortemente verificada por meio de avaliação simbólica (symbolic evaluation).

Ameaça da computação quântica

• Os algoritmos de criptografia de chave pública existentes estão sob ameaça devido aos avanços em computação quântica.
• Um computador quântico com desempenho suficiente pode resolver rapidamente os algoritmos criptográficos atuais e colocar em risco a segurança da comunicação criptografada.
• Mesmo que computadores quânticos ainda não existam, atacantes podem preparar um ataque de “colher agora, decifrar depois” (harvest now, decrypt later), para descriptografar dados criptografados hoje quando a tecnologia quântica amadurecer.

Nível de segurança de aplicativos de mensagens

• Para entender o nível de segurança em aplicativos de mensagens, isso é explicado em um espectro com base em propriedades de segurança.
• A maioria dos apps de mensagens não oferece criptografia de ponta a ponta por padrão (nível 0) ou oferece, mas sem segurança quântica (nível 1).
• O Signal foi o primeiro app de mensagens em grande escala a atingir segurança de nível 2 com a adoção do protocolo PQXDH.

Design do PQ3

• O PQ3 reconstruiu do zero o protocolo de criptografia do iMessage, incluindo mais do que simplesmente substituir algoritmos existentes por outros novos.
• Introduz segurança quântica desde o início da conversa, protegendo toda a comunicação contra ameaças atuais e futuras.
• Limita a quantidade de mensagens passadas e futuras que podem ser descriptografadas com uma única chave comprometida, para mitigar o impacto de uma chave comprometida.
• Utiliza um desenho híbrido que combina os algoritmos ECC atuais com novos algoritmos quânticos.
• Minimiza o aumento no tamanho das mensagens causado pela segurança adicional.
• Utiliza métodos de verificação formal para oferecer garantias de segurança robustas para o novo protocolo.

Prova formal do PQ3

• O PQ3 foi amplamente revisado pela equipe SEAR (Security Engineering and Architecture) da Apple e por especialistas internacionais de renome na área de criptografia.
• David Basin, da ETH Zürich, e Douglas Stebila, da University of Waterloo, entre outros, avaliaram o PQ3.
• Eles forneceram provas de suas propriedades de segurança usando modelos matemáticos diferentes.

Opinião do GN⁺

• A adoção do protocolo PQ3 é um avanço importante para responder à ameaça da computação quântica, mostrando progresso em tecnologia para enfrentar ameaças de segurança futuras.
• Os usuários do iMessage terão proteção reforçada contra ataques de criptografia avançada atuais e futuros por meio do protocolo PQ3.
• Esse avanço tecnológico contribuirá para moldar o futuro da comunicação criptografada e fortalecer a privacidade dos usuários.

[GN⁺]

Comentários do Hacker News

• É interessante que Signal e Apple tenham escolhido o CRYSTALS-Kyber como o algoritmo de criptografia resistente à computação quântica. Diferente da criptografia de chave pública clássica, que se baseia no princípio de que multiplicar dois números primos é fácil, mas fatorar é difícil, o Kyber usa o problema de “Learning with Errors” como uma dificuldade matemática.
  • Post do blog da Signal: Signal Blog Post
  • Informações do CRYSTALS-Kyber: CRYSTALS-Kyber
  • Problema “Learning with Errors”: Learning with errors
• O fato de o Signal ser a única opção multiplataforma oferecendo tecnologia de criptografia resistente à computação quântica é uma boa propaganda para o Signal. Fico curioso se a Apple acabará adotando uma tecnologia semelhante.
• David Basin e sua equipe já fizeram pesquisas interessantes no passado. Em particular, me recordo de uma palestra sobre o EMV Race, que trata das vulnerabilidades do protocolo EMV usado em cartões de crédito. Sua abordagem inclui modelagem de protocolo usando o Tamarin.
  • Site do EMV Race: EMV Race
• Mesmo com tecnologia criptográfica avançada, ainda usamos um protocolo anunciado há 32 anos para trocar textos e chamadas em 70% dos celulares do mundo.
• Há uma pergunta sobre se um ataque de homem-no-meio (Man-In-The-Middle, MITM) pode detectar e interromper a transmissão quando o rekeying resistente à computação quântica acontece.
• Há perguntas sobre como os ataques MITM são tratados e se a transparência de chaves (key transparency) substitui as impressões digitais da chave pública.
• Esse código vai ser open source?
• Fico curioso se essa tecnologia depende de um país específico.
• Há uma pergunta sobre se o desenvolvimento da criptografia contra computação quântica é prematuro. Ainda se discute se a ameaça quântica realmente existe, se não há padrão consolidado e se o desempenho de ruído físico ainda não atingiu um nível que permita tornar uma ameaça quântica viável. A preparação contra uma ameaça quântica remete à “aposta de Pascal”.
  • Informações sobre a Aposta de Pascal: Pascal's Wager
• Fico curioso se ainda é uma vulnerabilidade do iCloud backup, e se para corrigi-la os usuários e seus contatos precisam habilitar o Advanced Data Protection