原題: Signal’s Post-Quantum Cryptographic Implementation
Signalが量子耐性暗号「SPQR」を搭載した新しい通信プロトコルを実装
人気の安全通信アプリSignalは、量子コンピュータに耐性を持つ新しい暗号技術「Sparse Post Quantum Ratchet（SPQR）」を導入しました。これにより、将来の量子攻撃に備えた強固なメッセージングセキュリティが実現されます。
主要なポイント
- トリプルラチェット設計の採用：従来のダブルラチェットに加えて、新たに量子耐性を持つKEM（鍵封入メカニズム）ベースのラチェットを並列で動作させることで、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ラチェット双方から鍵を取得し、暗号学的に安全な方法で混合。これにより、どちらか一方が破られても通信の安全性が維持される。
- 国際的な共同開発：PQShield、産業技術総合研究所（AIST）、ニューヨーク大学と連携し、最新の暗号研究成果を取り入れて設計。
- 学会での発表と検討：Eurocrypt 2025、Usenix 25、NIST PQC標準化カンファレンスなどで設計の詳細やセキュリティ評価が議論されている。
- 量子耐性だけでなく前方秘匿性と侵害後セキュリティも強化：量子攻撃に耐えるだけでなく、過去の通信内容の秘匿性や将来的な侵害リスクにも対応。
技術的な詳細や背景情報
Signalの従来の通信プロトコルは「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）鍵交換を基盤とした連続的な鍵更新機構です。これにより、メッセージごとに異なる鍵が生成され、過去の通信内容が漏洩しにくい設計となっています。
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破られる可能性があります。そこで、Signalは「鍵封入メカニズム（KEM）」を用いた新しいラチェットを並列で動作させる方法を採用しました。KEMは、公開鍵暗号の一種で、鍵の安全な共有を目的としています。SPQRは消去符号ベースのチャンク分割技術を活用し、高度なトリプルラチェット設計を実現しています。
暗号鍵は従来のダブルラチェットとSPQRラチェット双方から取得され、鍵導出関数（KDF）で混合されます。これにより、もし一方の暗号方式が破られても、もう一方の方式が通信の安全を守る二重防御が可能です。
影響や重要性
量子コンピュータの登場は、現在広く使われている暗号技術にとって大きな脅威です。特に通信の秘密性を守るメッセージングアプリにおいては、将来的な量子攻撃に備えた対策が急務となっています。
SignalがSPQRを導入したことは、実用的なポスト量子暗号（量子耐性暗号）の通信プロトコルへの適用例として非常に重要です。これにより、ユーザーは量子コンピュータ時代においても安全な通信を維持できる可能性が高まりました。
また、Signalの設計は単に量子耐性を追加するだけでなく、前方秘匿性（過去の通信内容が将来の鍵漏洩から守られる性質）や侵害後セキュリティ（攻撃後の被害を最小限に抑える性質）も強化しており、総合的なセキュリティ向上に寄与しています。
まとめ
Signalの新しい通信プロトコル「SPQR」は、量子コンピュータ時代に対応した先進的な暗号技術の実装例です。従来のダブルラチェットに加えて、量子耐性を持つKEMベースのラチェットを並列で動作させ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強化しました。
この取り組みは、量子攻撃に備えた実用的なメッセージングセキュリティの未来を示すものであり、今後の暗号技術の発展や標準化にも大きな影響を与えるでしょう。Signalユーザーだけでなく、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進展です。
