Cloudflare testează semnături DNS post-cuantice

Când browserul caută adresa unui site, o succesiune de interogări o transformă într-o adresă numerică pe care calculatoarele o pot folosi pentru rutarea traficului. Răspunsurile pot fi semnate, astfel încât dispozitivul să verifice că nu au fost modificate în tranzit. La 10 septembrie, Cloudflare și-a adaptat serviciul public de rezoluție DNS, 1.1.1.1, pentru a valida un nou tip de semnătură, conceput să reziste viitoarelor calculatoare cuantice. Verificarea funcționează deja pe un domeniu de test, însă trecerea de la această validare punctuală la un internet protejat împotriva atacurilor cuantice presupune o coordonare pe care nicio companie nu o poate asigura singură.

Sigiliul devine mai mare

În cazul unui domeniu care folosește DNSSEC, înregistrările DNS relevante includ semnături criptografice. Serviciul de rezoluție poate urmări fiecare semnătură printr-un lanț de chei de încredere, pentru a confirma că înregistrarea provine de la autoritatea DNS așteptată și nu a fost modificată pe traseu. Mecanismul seamănă cu un sigiliu de ceară aplicat pe o carte poștală: autentifică expeditorul, dar nu împiedică citirea mesajului. DNSSEC nu criptează interogarea și nu protejează sesiunea de navigare.

Semnăturile actuale se bazează pe criptografia clasică, pe care un calculator cuantic suficient de puternic ar putea, cel puțin teoretic, să o compromită. ML-DSA-44, standardizat de NIST în august 2024 prin FIPS 204, este un algoritm de semnătură bazat pe structuri matematice despre care se estimează că nu pot fi sparte de sistemele cuantice. IANA i-a atribuit numărul de algoritm 18 în registrul DNSSEC. Cloudflare a introdus capacitatea de a recunoaște și valida acest algoritm atunci când un domeniu publică înregistrările necesare (Cloudflare).

Utilizatorii serviciului 1.1.1.1 nu trebuie să schimbe nimic, iar domeniile care folosesc algoritmii convenționali sunt validate ca până acum. Serviciul de rezoluție a căpătat, practic, capacitatea de a înțelege un nou limbaj criptografic.

Prea mare pentru un singur pachet

Principala dificultate tehnică este dimensiunea. O semnătură ML-DSA-44 ocupă 2.420 de octeți, la care se adaugă o cheie publică de 1.312 octeți (NIST FIPS 204, proiectul IETF). Sistemul DNS clasic a fost proiectat pentru răspunsuri mici, care încap într-un singur pachet de rețea. Numai semnătura rezistentă la atacurile cuantice depășește deja această limită uzuală.

Răspunsurile supradimensionate determină reluarea interogării prin TCP, protocolul folosit și de browser pentru paginile web. Acesta transmite în mod fiabil volume mai mari de date, dar adaugă un schimb suplimentar între client și server. Testul publicat de Cloudflare pentru domeniul valid.mldsa44.dnstest.dev arată că întregul proces s-a încheiat în 20,7 milisecunde (Cloudflare). Rezultatul confirmă că mecanismul funcționează, dar reprezintă un singur test, realizat dintr-un singur loc, nu o evaluare a performanței în rețeaua globală Cloudflare. Compania nu a publicat distribuții ale latenței, rate de eșec sau date privind consumul de bandă.

Verigile clasice din partea superioară a lanțului

Lanțul de încredere DNSSEC pornește de la o cheie-rădăcină, trece prin domeniile de nivel superior, precum .com, .de sau .fr, și ajunge apoi la site-ul propriu-zis. În prezent, rădăcina DNS și nivelurile aflate deasupra domeniilor individuale folosesc în continuare algoritmi clasici pentru semnare. Chiar Cloudflare enumeră semnarea propriilor zone DNS autoritative și posibilitatea ca serviciul său de înregistrare a domeniilor să transmită înregistrări ML-DSA drept etape viitoare, nu funcții disponibile în prezent (Cloudflare).

Limita este importantă deoarece securitatea DNSSEC depinde de cea mai vulnerabilă verigă a lanțului. Un atacator cuantic capabil să falsifice o semnătură clasică la un nivel superior ar putea redirecționa traficul înainte ca verificarea post-cuantică de la nivelurile inferioare să intre în funcțiune.

Cloudflare a introdus o regulă împotriva revenirii la algoritmi mai vechi, care acoperă o parte a acestei vulnerabilități. Dacă zona-părinte declară că ML-DSA este obligatoriu, 1.1.1.1 respinge răspunsurile validate exclusiv prin criptografia veche. Astfel, noua protecție nu poate fi eliminată discret sub acel nivel (Cloudflare). Regula se aplică însă numai în aval de punctul din lanț în care începe efectiv semnarea post-cuantică.

Specificația care stabilește integrarea ML-DSA în formatele înregistrărilor DNSSEC este încă un proiect activ al grupului de lucru IETF, ceea ce înseamnă că formatul operațional continuă să fie negociat.

Spre deosebire de traficul criptat, înregistrările DNS semnate sunt publice, astfel că nu există urgența asociată scenariului „colectează acum, decriptează mai târziu”: nimeni nu poate arhiva răspunsurile DNS de astăzi pentru a le falsifica ulterior cu ajutorul unui calculator cuantic. Riscul este ca falsificarea să devină posibilă în momentul unui atac viitor. Migrarea DNS necesită însă coordonarea operatorilor rădăcinii, registrelor de domenii, registrarilor, serverelor autoritative, programelor de rezoluție și echipamentelor de rețea, dintre care unele ar putea să nu gestioneze corect pachetele mari sau conexiunile TCP blocate. Începerea timpurie a tranziției oferă timp pentru identificarea acestor probleme înainte ca ele să aibă consecințe practice.

Implementarea ar putea deveni o platformă de testare în condiții reale, capabilă să arate unde eșuează trecerea la TCP sau unde echipamentele elimină răspunsurile prea mari. Cloudflare a demonstrat că un serviciu public de rezoluție DNS folosit în producție poate valida un răspuns semnat cu ML-DSA după trecerea la TCP. Nu a demonstrat încă în ce măsură această rută rămâne rapidă și fiabilă la o sarcină reprezentativă.