原題: Signal’s Post-Quantum Cryptographic Implementation
Signalが量子耐性を備えた新型トリプルラチェット暗号を実装
メッセージングアプリSignalは、量子コンピュータ時代に備えた新しい暗号技術「トリプルラチェット」を導入しました。従来の安全性を維持しつつ、量子耐性を持つ暗号鍵生成を実現することで、将来の攻撃に対する強固な防御を目指しています。
主要なポイント
- トリプルラチェット構造の採用：従来のダブルラチェットに加え、新たに量子耐性を持つ「Sparse Post Quantum Ratchet（SPQR）」を並列に組み込むことで、二重の安全性を確保。
- 鍵導出関数（KDF）による鍵の混合：従来のラチェットとSPQRの両方から鍵を取得し、それらを混ぜて最終的な暗号鍵を生成。これにより、一方が破られてももう一方が保護を維持。
- 共同開発と学会発表：PQShield、産業技術総合研究所（AIST）、ニューヨーク大学と共同で設計し、Eurocrypt 2025やUsenix 25などの国際会議で詳細を発表。
- 量子耐性と前方秘匿性の両立：新設計は量子コンピュータによる攻撃に耐えつつ、過去の通信内容も保護する前方秘匿性を実現。
- 実装の堅牢性と将来性：量子耐性がなくてもセキュリティ強化となり、将来的な標準化にも対応可能な設計。
技術的な詳細や背景情報
Signalの従来の暗号プロトコルは「ダブルラチェット」と呼ばれる方式を用いています。これはDiffie-Hellman（DH）鍵交換をベースに、メッセージごとに新しい鍵を生成し、通信の前方秘匿性を確保する技術です。しかし、量子コンピュータの発展によりDHや楕円曲線暗号は将来的に破られるリスクがあります。
そこでSignalは、新たに「Sparse Post Quantum Ratchet（SPQR）」という量子耐性を持つラチェットを追加しました。SPQRは鍵封入メカニズム（KEM）を利用し、量子コンピュータでも安全とされる暗号方式を採用しています。プロトコルは従来のダブルラチェットとSPQRの両方から鍵を取得し、鍵導出関数（KDF）で混合することで、双方の長所を活かした「トリプルラチェット」を実現しています。
この設計は、もし一方のラチェットが破られても、もう一方が通信の秘密を守るため、セキュリティの冗長性が大幅に向上します。さらに、チャンク分割や消去符号といった先進的な技術を用いて、効率的かつ安全なメッセージ処理を実現しています。
影響や重要性
量子コンピュータの発展は、現在広く使われている公開鍵暗号の多くを無力化する可能性があります。Signalの新しいトリプルラチェットは、こうした将来の脅威に備えた先進的な対策です。
このアップデートにより、Signalユーザーは量子攻撃が現実化しても通信の秘密が守られる可能性が高まり、長期的なプライバシー保護が強化されます。また、量子耐性技術を実運用に組み込む先駆けとして、他のメッセージングサービスや暗号プロトコルの開発にも大きな影響を与えるでしょう。
まとめ
Signalは従来のダブルラチェットに量子耐性を持つSPQRを加えたトリプルラチェットを実装し、量子コンピュータ時代における通信の安全性を飛躍的に向上させました。鍵導出関数で複数のラチェットから鍵を混合する設計により、どちらか一方が破られても通信は保護される堅牢な仕組みを実現しています。
この技術は、量子耐性暗号の実用化に向けた重要な一歩であり、今後の暗号技術の標準化や普及に大きな影響を与えることが期待されます。Signalユーザーだけでなく、暗号技術に関心のあるすべての人にとって注目すべき進展です。
