原題: Signal’s Post-Quantum Cryptographic Implementation
Signalが量子耐性暗号「SPQR」を導入し、次世代通信のセキュリティを強化
メッセージングアプリSignalは、量子コンピュータに耐性を持つ新しい暗号技術「SPQR（Sparse Post Quantum Ratchet）」を導入しました。これにより、将来の量子コンピュータによる攻撃に備えつつ、従来の通信の安全性も維持する設計が実現されています。
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ラチェットを並行して実装。両者から鍵を取得し混合することで、強固な暗号鍵を生成。
- SPQRの共同開発：PQShield、産業技術総合研究所（AIST）、ニューヨーク大学との協力による設計で、国際的な学会でも成果を発表。
- 量子耐性と前方秘匿性の両立：量子コンピュータの脅威に対応しつつ、侵害後のセキュリティ（前方秘匿性）も確保。
- 鍵封入メカニズム（KEM）の活用：量子耐性を持つKEMを用い、従来の楕円曲線暗号と組み合わせて安全性を強化。
- 破られても安全な設計：一方のラチェットが破られても、もう一方がメッセージを保護し続ける冗長性を持つ。
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」と呼ばれる方式を採用しており、Diffie-Hellman（DH）鍵交換を基にした鍵更新を行っています。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解読されるリスクが指摘されています。
そこでSignalは、新たに「Sparse Post Quantum Ratchet（SPQR）」という第三のラチェットを追加。SPQRは鍵封入メカニズム（KEM）を用いており、これは量子コンピュータに対して耐性がある暗号方式の一種です。メッセージ暗号化時には、従来のダブルラチェットとSPQRの両方から鍵を取得し、暗号学的鍵導出関数（KDF）で混合して最終的な暗号鍵を生成します。
この設計は、両者の長所を活かしつつ、片方が破られてももう片方が安全性を担保するという冗長性を持つため、量子コンピュータの脅威だけでなく実装上の欠陥にも強い構造となっています。SPQRの開発は、PQShield、産業技術総合研究所（AIST）、ニューヨーク大学との共同研究で進められ、Eurocrypt 2025やUsenix 25などの国際学会で成果が発表されています。
影響や重要性
量子コンピュータの進展は、現在広く使われている暗号技術の多くを無効化する可能性があり、通信の安全性に大きな脅威をもたらします。SignalのSPQR導入は、こうした未来のリスクに先んじて対応する先進的な取り組みです。
また、Signalはプライバシー重視のメッセージングアプリとして世界中で利用されており、そのセキュリティ強化は多くのユーザーの通信の安全を守ることに直結します。さらに、SPQRの設計思想は他の通信プロトコルや暗号システムにも応用可能であり、ポスト量子暗号の普及促進にも寄与すると期待されます。
まとめ
Signalが導入した「SPQR」は、従来のダブルラチェットに量子耐性を持つラチェットを並行して組み合わせる革新的な設計です。これにより、量子コンピュータ時代における通信の安全性を大幅に向上させ、前方秘匿性や侵害後のセキュリティも確保しています。今後の暗号技術の発展や標準化においても重要なマイルストーンとなるでしょう。
