原題: Signal’s Post-Quantum Cryptographic Implementation
Signalが量子耐性を備えた新暗号方式「SPQR」を実装し、セキュリティを強化
メッセージングアプリSignalは、量子コンピュータ時代に対応した新しい暗号技術「SPQR（Sparse Post Quantum Ratchet）」を導入しました。これにより、従来の暗号方式に量子耐性を付加し、将来的なセキュリティリスクに備えています。
主要なポイント
- 新たなトリプルラチェット設計：従来のダブルラチェットに加え、量子耐性を持つKEM（鍵封入メカニズム）ベースのラチェットを並行して実装し、両者の鍵を混合して暗号鍵を生成。
- 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連携して設計し、国際的な学会で詳細が発表されている。
- 量子耐性と前方秘匿性の両立：量子コンピュータによる攻撃に耐えうるだけでなく、過去の通信内容の秘匿性も確保する高度なセキュリティを実現。
- 安全性の冗長化：もし一方のラチェットが破られても、もう一方のラチェットが通信を保護するため、全体の安全性が大幅に向上。
技術的な詳細や背景情報
Signalが長年採用してきた「ダブルラチェット」方式は、Diffie-Hellman（DH）鍵交換に基づき、通信ごとに新しい鍵を生成して前方秘匿性を実現しています。しかし、量子コンピュータの発展により、DHなどの楕円曲線暗号は将来的に破られる可能性があります。
そこでSignalは、新たに「Sparse Post Quantum Ratchet（SPQR）」と呼ばれる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）を用いており、これは量子コンピュータに強い暗号方式の一つです。具体的には、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、単に既存のラチェットにKEMを組み込むのではなく、両者を独立したラチェットとして並行運用する「トリプルラチェット」構造を採用しています。これにより、どちらか一方の暗号方式が破られても通信の安全性が維持される冗長性が確保されます。
この研究成果は、Eurocrypt 2025やUsenix 25などの国際学会で発表され、NISTのポスト量子暗号（PQC）標準化会議でも議論されています。設計には消去符号に基づくチャンク分割技術や、標準化されたML-KEMの適用など高度な暗号理論が用いられています。
影響や重要性
量子コンピュータの実用化が進むと、現在広く使われている楕円曲線暗号やRSA暗号は安全性を失う恐れがあります。Signalのような主要なメッセージングアプリがポスト量子暗号を実装することは、ユーザーのプライバシー保護にとって極めて重要です。
さらに、SPQRのトリプルラチェット設計は、量子耐性だけでなく、従来の暗号方式の強みも活かすため、量子コンピュータを意識しないユーザーにとってもセキュリティ向上の恩恵があります。つまり、今すぐ量子コンピュータがなくても、通信の安全性が倍増したと言えるのです。
まとめ
Signalの新しい暗号方式「SPQR」は、量子コンピュータ時代に備えた先進的なセキュリティ強化策です。従来のダブルラチェットに加え、量子耐性を持つKEMベースのラチェットを並行運用するトリプルラチェット設計により、通信の安全性を大幅に向上させています。
この取り組みは、ポスト量子暗号の実用化に向けた重要な一歩であり、今後のメッセージングセキュリティの標準となる可能性があります。ユーザーは安心してSignalを利用できるだけでなく、量子コンピュータ時代の到来に備えた最先端の技術を享受できるでしょう。
