A Western Digital anunciou suporte à criptografia pós-quântica (PQC) para seus mais recentes discos rígidos Ultrastar UltraSMR, marcando uma das primeiras implementações de algoritmos resistentes à computação quântica aprovados pelo NIST em hardware de armazenamento de produção. Os novos discos estão atualmente em fase de qualificação com diversos clientes de hiperescala, à medida que operadores de infraestrutura de nuvem e IA começam a avaliar a resiliência criptográfica de longo prazo na camada de armazenamento.
A empresa justifica a mudança como uma resposta à natureza mutável da infraestrutura de IA, onde a persistência de dados está se tornando tão importante quanto o desempenho computacional. Espera-se que grandes data lakes de IA, que suportam cargas de trabalho de treinamento, inferência e análise, permaneçam em operação por anos, criando novas preocupações de segurança em relação a futuros ataques baseados em computação quântica.
A Western Digital afirmou que a nova implementação se concentra na proteção da raiz de confiança do dispositivo, na integridade do firmware e no gerenciamento de chaves criptográficas, em vez de criptografar os dados em repouso. O objetivo é fortalecer a infraestrutura de armazenamento contra ameaças futuras, como ataques "coletar agora, descriptografar depois" (HNDL), em que os dados criptografados coletados hoje poderiam eventualmente ser descriptografados quando sistemas quânticos suficientemente capazes surgirem.
Infraestrutura de ciclo de vida longo cria risco quântico
A infraestrutura de HDDs corporativos geralmente permanece em operação por cinco anos ou mais, podendo coincidir com o surgimento de sistemas de computação quântica relevantes para a criptografia. Esse longo período de uso expõe as plataformas de armazenamento que dependem exclusivamente de esquemas tradicionais de criptografia de chave pública, como RSA e ECC.
A Western Digital observou que os ataques em nível de firmware representam uma preocupação crescente em ambientes de armazenamento modernos. Um adversário quântico suficientemente avançado poderia, teoricamente, falsificar assinaturas de firmware ou comprometer cadeias de confiança, permitindo que atualizações maliciosas de firmware pareçam legítimas. À medida que os operadores de infraestrutura automatizam cada vez mais o gerenciamento de frotas e a manutenção remota, manter a validação confiável do firmware torna-se crucial.
Detalhes da implementação do PQC
A implementação do PQC da empresa estreia na plataforma UltraSMR Ultrastar DC HC6100. A Western Digital afirmou que a implementação foi projetada para proteger as cadeias de confiança dos dispositivos em todos os fluxos de trabalho de fabricação, implantação e manutenção em campo.
A implementação utiliza o ML-DSA-87, o algoritmo padronizado pelo NIST FIPS 204 derivado do CRYSTALS-Dilithium, para assinatura de código de alta segurança. A Western Digital também está utilizando um modelo de assinatura dupla que combina ML-DSA-87 com RSA-3072 para manter a compatibilidade com a infraestrutura existente, ao mesmo tempo que introduz proteções resistentes à computação quântica.
A empresa também implementou fluxos de trabalho de infraestrutura de chave pública (PKI) e módulo de segurança de hardware (HSM) compatíveis com PQC para dar suporte à emissão, gerenciamento do ciclo de vida e rotação de chaves. As salvaguardas operacionais incluem proteções contra reversão e suporte à assinatura dupla, com o objetivo de simplificar a implementação em frotas de hardware mistas sem interromper os fluxos de trabalho atuais da empresa.
O Dr. Xiaodong “Carl” Che, CTO e vice-presidente sênior da Western Digital, afirmou que o ritmo acelerado do desenvolvimento da computação quântica está impulsionando a necessidade de modelos de segurança de infraestrutura atualizados, principalmente para ambientes orientados por IA que gerenciam conjuntos de dados de longa duração e cada vez mais valiosos. Ele acrescentou que a implementação da empresa está alinhada com os esforços de padronização emergentes, incluindo as diretrizes do NIST e as recomendações da CNSA 2.0.
A Western Digital espera expandir o suporte a PQC para outras famílias de HDDs corporativos ao longo do tempo, à medida que os requisitos de infraestrutura à prova de computação quântica se tornem mais comuns em ambientes de hiperescala e corporativos.
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