Come si fa a capire l'informatica quantistica e la crittografia RSA?

Questo blog è stato pubblicato per la prima volta nel 2024 ed è stato aggiornato.

I computer quantistici possono violare la crittografia RSA? Non in senso pratico e concreto, almeno allo stato attuale. L’informatica quantistica rappresenta effettivamente un rischio futuro per la crittografia a chiave pubblica, ma le affermazioni secondo cui i computer quantistici odierni sarebbero in grado di violare la moderna crittografia RSA devono essere contestualizzate.

Innanzitutto, è importante chiarire che la crittografia RSA è uno standard crittografico pubblico, non un prodotto di RSA Security. L’algoritmo è legato ai nostri fondatori e porta lo stesso nome della nostra azienda, ma si tratta di uno standard pubblico (FIPS 186-5) e non è di proprietà di, o affiliato a, RSA Security.

Poiché la crittografia RSA contribuisce a proteggere le comunicazioni digitali sul web, è necessario dedicare grande attenzione alla pianificazione delle misure contro i rischi quantistici. Tuttavia, i responsabili della sicurezza devono anche tenere sotto controllo i rischi attuali, tra cui il furto di credenziali, la scarsa diffusione dell’autenticazione a più fattori (MFA), l’ingegneria sociale, gli accessi non gestiti e la crescente minaccia rappresentata dall’intelligenza artificiale.

La crittografia RSA è un metodo di crittografia a chiave pubblica utilizzato per garantire la sicurezza delle comunicazioni digitali. RSA è l'acronimo di Rivest, Shamir e Adleman, i tre ricercatori che hanno introdotto l'algoritmo nel 1977.

L'algoritmo RSA utilizza una chiave pubblica per crittografare le informazioni o verificare una firma digitale, e una chiave privata per decrittografare le informazioni o creare tale firma. Questo modello consente a due sistemi di instaurare un rapporto di fiducia senza dover prima condividere una chiave segreta.

Ciò rende la crittografia RSA fondamentale per le connessioni web sicure, i certificati digitali, i protocolli di autenticazione, le firme digitali del software e altre funzioni di sicurezza informatica che dipendono da comunicazioni affidabili.

I computer quantistici potrebbero, in futuro, rappresentare una minaccia per alcuni sistemi di crittografia a chiave pubblica ampiamente utilizzati, tra cui la crittografia RSA. Ciò non significa però che i computer quantistici odierni siano in grado di violare la moderna crittografia RSA in contesti pratici di sicurezza informatica.

All’origine di molte delle recenti preoccupazioni c’è un articolo pubblicato nel maggio 2024 da alcuni ricercatori dell’Università di Shanghai, che illustra un metodo per fattorizzare numeri interi di lunghezza fino a 50 bit utilizzando una combinazione innovativa di algoritmi e tecniche quantistiche e classiche. Poiché la crittografia RSA si basa, in parte, sulla difficoltà computazionale di scomporre in fattori primi grandi numeri primi, alcuni hanno ipotizzato che queste tecniche potrebbero essere estese per arrivare, alla fine, a violare l’algoritmo.

Dopo alcuni titoli iniziali allarmistici sulla vicenda, alcune testate hanno rettificato la notizia. In Forbes, Craig Smith ha scritto che il processo delineato dall'Università di Shanghai "rappresenta passi incrementali piuttosto che una svolta paradigmatica che rende obsoleti gli attuali standard crittografici". In L'insider quantisticoMatt Swayne ha osservato che, sebbene il processo "rappresenti una pietra miliare dal punto di vista tecnico, è ben lontano dal cracking degli algoritmi di crittografia altamente sicuri oggi comunemente utilizzati nei sistemi militari e finanziari".

Questa distinzione è fondamentale. I progressi della ricerca sono importanti, ma calcolare un piccolo numero intero in ambito accademico non equivale a violare la crittografia RSA a 2048 bit utilizzata nei sistemi reali.

Il problema delle affermazioni sopra descritte è che la scomposizione in fattori di un numero intero a 50 bit è ben lontana dal riuscire a violare la crittografia a 2048 bit utilizzata nelle moderne implementazioni dell'algoritmo RSA. Ma proprio quanto lontano è difficile da comprendere per il cervello umano, poiché la forza della crittografia aumenta esponenzialmente con la lunghezza della chiave.

A titolo illustrativo, immaginate una valigia con una serratura a tre cifre e 1.000 combinazioni possibili. Se si aggiunge un solo altro quadrante, la complessità aumenta decuplicato a 10.000 combinazioni. Immaginate ora una valigia con 2.048 quadranti. Anche con i bit binari, il numero diventa così grande che i metodi dimostrati in questo articolo richiederebbero molte volte l'età del nostro universo per trovare una soluzione. Gli attori delle minacce tendono ad avere scadenze più brevi.

È proprio a causa di quella crescita esponenziale che la crittografia a 2048 bit non può essere paragonata direttamente a una dimostrazione di fattorizzazione a 50 bit. La ricerca può dimostrare che le tecniche quantistiche e classiche stanno facendo progressi, ma non dimostra che l'attuale crittografia RSA sia stata violata.

Sebbene il settore continui a compiere progressi costanti, è importante sottolineare che l’informatica quantistica è ancora limitata da importanti sfide ingegneristiche e deve affrontare numerose difficoltà tecniche prima che sia possibile un’applicazione pratica di questa tecnologia. I ricercatori hanno stimato che per violare una singola chiave RSA da 2048 bit sarebbe necessario un computer quantistico su larga scala e tollerante ai guasti, dotato di milioni di qubit fisici. Gli attuali sistemi quantistici non si avvicinano affatto a quel livello di capacità crittografica pratica. 

Inoltre, i metodi più recenti documentati dai ricercatori dell’Università di Shanghai prevedono una combinazione di quantistica e tecniche di calcolo classiche. Finché non verrà eliminata questa dipendenza dalle tecniche classiche, questo metodo raggiungerà i suoi limiti fisici molto prima di poter scalare a 2048 bit.

Per i responsabili della sicurezza, il messaggio è chiaro: vale la pena prepararsi all’era dell’informatica quantistica, ma non va considerata come una crisi immediata. I computer quantistici attualmente disponibili non dispongono delle capacità crittografiche pratiche necessarie per violare la crittografia RSA a 2048 bit in contesti reali.

Sebbene l’informatica quantistica possa non rappresentare una minaccia nell’immediato futuro, le organizzazioni non dovrebbero ignorarla. Il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha chiesto per la prima volta al pubblico di proporre strategie per la creazione di standard di crittografia post-quantistica nel 2016 e nel 2024 ha completato i suoi primi tre standard di crittografia post-quantistica: FIPS 203, FIPS 204, e FIPS 205. Il NIST sta inoltre proseguendo i lavori su ulteriori standard post-quantistici, tra cui il FIPS 206.

Questo è il modello che le organizzazioni dovrebbero seguire: prepararsi con lungimiranza, senza considerare l’informatica quantistica come una crisi immediata. I team di sicurezza dovrebbero seguire le linee guida del NIST, individuare i punti dei propri ambienti in cui la crittografia è vulnerabile all’informatica quantistica e pianificare la futura migrazione verso la crittografia post-quantistica.

Nel frattempo, il NIST ha anche affermato che le chiavi RSA a 2048 bit dovrebbero continuare a garantire una protezione sufficiente almeno fino al 2030. Le organizzazioni dovrebbero continuare ad attenersi alle migliori pratiche relative alla lunghezza delle chiavi e alla loro rotazione per garantire la sicurezza della crittografia.

Oltre a ciò, l’algoritmo RSA offre già una soluzione integrata grazie alle chiavi di lunghezza estesa. Sebbene oggi siano comunemente utilizzate chiavi da 2048 bit, i moderni browser web supportano già chiavi più lunghe, da 4096 bit, qualora se ne presentasse la necessità.

Per la maggior parte delle organizzazioni, i prossimi passi concreti da compiere sono chiari:

• Effettuare un inventario dei casi in cui la crittografia a chiave pubblica viene utilizzata in applicazioni, infrastrutture, servizi cloud, certificati e sistemi di terze parti.
• Tieni traccia degli standard NIST in materia di crittografia post-quantistica e delle linee guida per la migrazione fornite dai fornitori.
• Adottare solide pratiche di gestione delle chiavi, rotazione delle chiavi e gestione del ciclo di vita dei certificati.
• Evitate di affrettarvi ad apportare modifiche crittografiche non testate senza un modello di rischio ben definito.
• Dare priorità ai controlli di sicurezza che riducono i rischi attuali, in particolare gli attacchi basati sull'identità.

L'informatica quantistica merita un'attenzione a lungo termine, ma la maggior parte delle organizzazioni deve affrontare rischi di sicurezza informatica più immediati derivanti da attacchi basati sull'identità. I criminali informatici non hanno bisogno di computer quantistici per compromettere gli utenti, aggirare controlli deboli o sfruttare accessi non gestiti.

Cambiare l'assistenza sanitaria è stato compromesso da credenziali rubate e non ha attivato l'MFA su alcuni dei suoi account. Ragno sparso convinto il personale dell'help desk IT a disabilitare o resettare le credenziali MFA per lanciare un attacco ransomware. E Gasdotto Coloniale è stato violato in parte a causa di un account VPN orfano.

Il calcolo quantistico richiede fondi e risorse ingenti. Queste violazioni dei dati non lo hanno fatto. Si sono invece basate su exploit classici come l'ingegneria sociale, l'autenticazione basata su password e le organizzazioni che non tengono traccia di chi ha accesso a cosa. Sono questi i rischi che richiedono l'attenzione e l'azione delle organizzazioni, non l'informatica quantistica.

Ecco perché la sicurezza delle identità rimane un elemento centrale della sicurezza informatica aziendale. MFA solido, l'autenticazione senza password, la governance degli accessi, i controlli sul ciclo di vita e l'IAM zero-trust aiutano le organizzazioni a ridurre i rischi che gli autori degli attacchi stanno attualmente sfruttando.

La crittografia contribuisce a proteggere la fiducia digitale. La sicurezza delle identità aiuta a stabilire chi ha diritto di accesso, a quali condizioni e se tale accesso rimanga appropriato nel tempo. Le organizzazioni hanno bisogno di entrambe, ma è proprio sul fronte delle identità che molti aggressori stanno oggi ottenendo risultati positivi.

L'informatica quantistica potrebbe, a lungo termine, cambiare il modo in cui le organizzazioni proteggono le comunicazioni crittografate, le firme digitali e altri sistemi crittografici. Ecco perché i responsabili della sicurezza dovrebbero attenersi agli standard di crittografia post-quantistica e iniziare a pianificare una migrazione a lungo termine.

Ma non c’è motivo di preoccuparsi inutilmente. La crittografia RSA non è stata ancora violata dagli attuali computer quantistici, e i rischi più urgenti per la sicurezza informatica sono già una realtà. Le organizzazioni dovrebbero prepararsi ai rischi quantistici, rafforzando al contempo i controlli di identità che proteggono utenti, applicazioni, dati e sistemi critici già da ora.

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