L’infrastruttura che garantisce la sicurezza nelle connessioni – per esempio HTTPS – è da sempre basata sulla cifratura, cosa che crea la gara continua tra le tecniche per cifrare i dati e quelle per romperne la protezione. E quelle attualmente in uso si basano su un concetto semplice: per un computer è molto più facile moltiplicare due numeri che trovare i divisori del risultato. L’uso di due numeri primi molto grandi, come si fa per calcolare una chiave RSA a 2048 bit, rende virtualmente impossibile identificare (in tempi utili e umani) dalla chiave quei due numeri.

Ma, come detto, è una gara: oltre alle tecniche che erodono quella sicurezza – vedi la falsificazione delle firme RSA senza fattorizzazione -, sono in via di sviluppo nuovi tipi di computer, quelli quantistici, che ci si aspetta siano piuttosto bravi a trovare quei famosi divisori, distruggendo del tutto la sicurezza degli algoritmi a chiave pubblica attuali (come, appunto, RSA).

Il problema non è nuovo: si stanno già creando e implementando, anche nel Kernel, algoritmi resistenti ai computer quantistici. Ma in generale le loro firme possono essere molto più grandi di quelle attuali, richiedono quindi molta più potenza di calcolo, rendendo impraticabile il loro impiego per le attività che richiedono la verifica frequente di molte firme diverse.

Come succede, per esempio, nella navigazione web con HTTPS.

Cloudflare, il cui core business è proprio l’interconnettività web, ha annunciato pubblicamente il suo impegno a costruire un’infrastruttura valida anche per questo caso d’uso, cominciando dal diventare un’autorità di certificazione pubblica, acquisendo per questo una root CA da GlobalSign già ampiamente accettata – con cui emettere certificati “classici”. Ma al suo fianco ci saranno anche certificati quantum-safe, con i primi previsti già dal primo trimestre 2027 – anche gratuiti.

Le firme post-quantum sono molto più grandi di quelle attuali e rischiano di rendere troppo pesante la verifica dei certificati HTTPS. Il sistema attuale prevede una catena di certificati, ciascuno firmato da un’autorità, fino ad arrivare al certificato “root”; per verificare la validità della catena, vanno verificate tutte le firme. Sostituirle con firme quantum-safe farebbe crescere di circa 40 volte i dati scambiati a ogni connessione.

Proprio per questo Google e Cloudflare stanno lavorando a un’alternativa basata sui Merkle Tree Certificates, che permette di ridurre drasticamente i dati necessari durante la connessione.

Semplificando di molto la situazione, con i Merkle Tree Certificates la CA raggruppa molti certificati in un albero di hash, e ne firma la testa. Ogni certificato porta con sé solo una prova di inclusione, una breve sequenza di hash che dimostra che appartiene a quell’albero.
I sottoalberi (tutti assieme il “landmark“), insieme ai dati necessari per verificarne l’autenticità, sarebbero distribuiti nei browser, similmente (anche se impropriamente) ai trust store di CA attuali. All’handshake, basterebbe quindi verificare che la prova di inclusione (da meno di 1 KB) colleghi il certificato a un landmark valido, scambiando una quantità di dati paragonabile a quella completa attuale (secondo Ars Technica).

In caso non fosse già presente il landmark appropriato nel browser, si userebbe un certificato completo, con le firme post-quantum e la prova di inclusione: più pesante e quindi lento, ma comunque usabile.

Il sistema ha anche un altro vantaggio: la registrazione dei certificati nei log pubblici di trasparenza diventa parte integrante dell’emissione, invece di essere un processo separato, come è oggi.

Lo sforzo di Cloudflare (e Google) è quello di rendere disponibili questi nuovi certificati e meccanismi, predisponendo l’infrastruttura e tutti gli strumenti necessari – compreso ACME per il rinnovo automatico. Assolutamente necessario, se si pensa che la durata massima prevista per i certificati si sta riducendo, fino ad arrivare a 47 giorni dal 15 marzo 2029.

Forse è il caso di prepararsi. E voi, siete già pronti?