原題: Signal’s Post-Quantum Cryptographic Implementation
Signalが量子耐性を備えた新暗号技術「SPQR」を導入
メッセージングアプリSignalが、量子コンピュータ時代に対応した新たな暗号技術「Sparse Post Quantum Ratchet（SPQR）」を実装しました。従来の暗号方式に加えて、量子耐性を持つ新しいラチェット機構を並行して用いることで、より強固なセキュリティを実現しています。
主要なポイント
- 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、量子耐性を持つ第三のラチェット（SPQR）を並行して動作させる新構造。
- 鍵の混合による強化：メッセージ暗号化時に従来ラチェットとSPQRの両方から鍵を取得し、鍵導出関数（KDF）で混合。量子耐性と従来の安全性を両立。
- 多機関との共同開発：PQShield、産業技術総合研究所（AIST）、ニューヨーク大学と連携し、国際会議で設計や検討内容を発表。
- 前方秘匿性と侵害後セキュリティ：量子攻撃に対してもメッセージの安全性を維持し、過去の通信内容が漏洩しにくい設計。
- 耐量子暗号の標準化対応：NISTのポスト量子暗号標準化に準拠した鍵封入メカニズム（ML-KEM）を活用し、実装の互換性と安全性を確保。
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、これはDiffie-Hellman（DH）鍵交換を基盤にした鍵更新機構です。DHは現在の計算機では安全ですが、量子コンピュータが実用化されると解読される恐れがあります。
そこでSignalの設計者たちは、単にダブルラチェットにポスト量子暗号の鍵封入メカニズム（KEM）を組み込むのではなく、独立した第三のラチェット「SPQR」を並行して動作させる方法を採用しました。SPQRは消去符号に基づくチャンク化技術を用い、高度なトリプルラチェット設計としてEurocrypt 2025やUsenix 25などの国際会議で発表されています。
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）で混合することで、両者の長所を活かした強固な暗号鍵を生成します。これにより、一方のラチェットが破られても、もう一方が通信の安全性を保つ仕組みとなっています。
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楕円曲線暗号（ECDHなど）を脅かす可能性があります。Signalの今回のアップデートは、そうした未来の脅威に先手を打つものであり、メッセージングの安全性を大幅に向上させるものです。
また、SPQRの導入は単に量子耐性を付与するだけでなく、既存のセキュリティを損なわずに強化している点が評価されます。量子コンピュータに関心がないユーザーにとっても、セキュリティの二重化により安全性が倍増する恩恵を受けられます。
さらに、Signalが国際的な研究機関や標準化団体と連携し、最新のポスト量子暗号技術を実装したことは、他の通信アプリや暗号プロトコルにも大きな影響を与えるでしょう。
まとめ
Signalの新しい「SPQR」導入は、量子コンピュータ時代に対応したメッセージングの安全性強化を示す重要な一歩です。従来のダブルラチェットに加え、独立した量子耐性ラチェットを並行運用し、鍵を混合するトリプルラチェット設計は、量子攻撃に対する堅牢な防御を実現しています。
この技術は、量子コンピュータの脅威が現実化する前に通信の安全性を確保するための先進的な取り組みであり、今後の暗号プロトコル設計の指針となるでしょう。Signalユーザーはもちろん、セキュリティに関心のあるすべての人にとって注目すべき技術革新です。
