Visão Geral
O PKIGuardian suporta criptografia pós-quântica (PQC) baseada nos algoritmos padronizados pelo NIST. Este recurso permite que organizações preparem sua infraestrutura de certificados para a era da computação quântica, emitindo certificados híbridos que combinam assinaturas clássicas e pós-quânticas.
Algoritmos Suportados
| Padrão | Algoritmo | Uso Recomendado |
|---|---|---|
| FIPS 203 (ML-KEM) | CRYSTALS-Kyber (Kyber-512, Kyber-768, Kyber-1024) | Encapsulamento de chave / troca de chave |
| FIPS 204 (ML-DSA) | CRYSTALS-Dilithium (Dilithium2, Dilithium3, Dilithium5) | Assinaturas digitais |
| FIPS 205 (SLH-DSA) | SPHINCS+ (variantes SHA-256) | Assinaturas digitais (hash-based sem estado) |
Todos os algoritmos são implementados via BouncyCastle 2.6.x, que fornece implementações conformes ao NIST dos padrões acima.
Operações de Chave
Gerar um Par de Chaves Pós-Quântico
Via Interface Web:
- Acesse Segurança → Criptografia Quântica Segura.
- Clique em Gerar Par de Chaves.
- Selecione o algoritmo e o nível de segurança.
- Clique em Gerar. A chave pública é exibida; a chave privada é armazenada com segurança.
Via CLI:
pkiguardian pqc generate-key --algorithm dilithium --level 3
Via API:
POST /api/quantum/keys/generate
Content-Type: application/json
{
"algorithm": "Dilithium",
"securityLevel": "Dilithium3"
}
Criar um Certificado Híbrido
Um certificado híbrido carrega tanto uma assinatura clássica (RSA ou ECDSA) quanto uma assinatura pós-quântica, garantindo interoperabilidade com sistemas legados enquanto oferece resistência quântica.
Via API:
POST /api/quantum/certificates/hybrid
Content-Type: application/json
{
"subject": "CN=Meu Serviço, O=Empresa Exemplo",
"algorithmPair": {
"classical": "ECDSA_P384",
"postQuantum": "CRYSTALSDilithium"
}
}
Avaliar a Agilidade Criptográfica
A Avaliação de Agilidade Criptográfica analisa seu inventário de certificados e relata:
- Quantos certificados já são resistentes à computação quântica
- Quais certificados precisam de migração
- Uma estimativa do cronograma de migração
Via API:
POST /api/quantum/assess
Content-Type: application/json
{
"certificateIds": ["id1", "id2", "..."]
}
Limitações Conhecidas
⚠️ Importante — Leia antes de usar em produção.
| Limitação | Detalhes |
|---|---|
| Persistência de chaves | Chaves privadas pós-quânticas são retornadas na resposta da API e não são armazenadas automaticamente em um HSM (Hardware Security Module) ou KMS (Key Management Service). Armazene-as com segurança usando a integração HSM/KMS antes de descartar a resposta da API. |
| Interoperabilidade de certificados híbridos | Certificados híbridos ainda não são amplamente suportados por pilhas TLS ou navegadores. São recomendados para serviços internos, assinatura de código e assinatura de documentos onde ambos os endpoints executam software compatível com PKIGuardian. |
| Verificação | A implementação VerifyHybridCertificateAsync realiza uma verificação estrutural (campos de assinatura presentes), mas não realiza ainda verificação criptográfica completa das duas assinaturas de forma independente. Verificação completa está prevista para a próxima versão. |
| Disponibilidade de algoritmos | FALCON (NIST FIPS 206) está listado na enumeração, mas ainda não está implementado. Tentar utilizá-lo gerará um NotSupportedException. |
| Codificação de certificados | Certificados híbridos são serializados em um envelope JSON em vez de DER/PEM. Ferramentas X.509 padrão como openssl não conseguem analisá-los diretamente. Uma opção de codificação DER está no roadmap. |
| Helper DetectAlgorithm | O método AssessCryptoAgilityAsync usa atualmente um detector de algoritmo placeholder que retorna "RSA-2048" para todos os certificados de entrada. Integre seu sistema de inventário de certificados para obter métricas de agilidade precisas. |
| DTLS para CoAP | Ao cadastrar dispositivos IoT via CoAP, o handshake DTLS ainda não negocia troca de chave pós-quântica mesmo quando chaves PQC estão provisionadas no dispositivo. ECDHE clássico é utilizado para o handshake. |
Recomendações de Segurança
- Use o modo híbrido (
EnableHybridMode = true) para que os algoritmos clássicos permaneçam como fallback enquanto os algoritmos quântico-seguros amadurecem. - Prefira Dilithium3 em vez de Dilithium2 para novas implantações — ele oferece segurança de Categoria 3 do NIST (equivalente ao AES-192).
- Prefira Kyber-768 para encapsulamento de chave — fornece segurança de Categoria 3 do NIST com o melhor equilíbrio de desempenho.
- Não use chaves pós-quânticas para certificados TLS de servidores expostos à internet pública até que o suporte dos navegadores seja confirmado.
- Execute a Avaliação de Agilidade Criptográfica trimestralmente para acompanhar o progresso da migração.
Roadmap
- Codificação DER/PEM completa para certificados híbridos
- Armazenamento automático em HSM/KMS para chaves privadas PQ
- Implementação do FALCON (FIPS 206)
- Verificação criptográfica completa de assinaturas no
VerifyHybridCertificateAsync - Troca de chave pós-quântica para CoAP/DTLS (via ML-KEM)
- Suporte a políticas de certificado para requisitos de algoritmos quântico-seguros
Recursos Adicionais
- NIST Post-Quantum Cryptography
- Referência da API PQC do BouncyCastle
- Especificação do CRYSTALS-Kyber
- Especificação do CRYSTALS-Dilithium
- Especificação do SPHINCS+
Última Atualização: Maio de 2026 | Versão: Phase 12