量子コンピュータはここ数年で性能と計算能力の面で大きく進歩しており、現代の暗号技術に潜んでいた理論上の脆弱性を現実の脅威へと変えつつあります。ポスト量子暗号(PQC)への移行は今すぐ始める必要がありますが、克服すべき課題がいくつかあります。その一つが、「まだ準備が整っていない新技術」に対する緊急性を、どうやって人々に納得させるかという問題です。筆者は、この技術がサイバー犯罪者やランサムウェアグループよりも国家主体に有利に働くと主張します。そのため、まだ国家の標的になっていない組織に対して脅威を訴えるのがより難しくなるでしょう。この力学は、政府が水面下で、あるいは公然の紛争の一環として、さらには国家主導の経済スパイ活動を通じて悪用できる隙間を生み出すことになります。
量子コンピュータの現状
量子コンピュータという名前には「コンピュータ」という言葉が含まれているため、多くの人はこれらのシステムが既存の従来型コンピュータに取って代わると考えがちです。しかし、より適切な捉え方としては、現在のグラフィックカードのように既存のコンピュータを拡張する専用デバイスと考えるべきです。量子コンピュータは、暗号システムの解読など、特定の問題を解くことに特化した特定のアルゴリズムを実行するよう設計されています。
GoogleのQuantum AIのような量子システムは、物理的にも巨大で、それを支えるインフラは部屋一つ分のスペースを丸ごと占めることが一般的です。これらのシステムの構築に必要な莫大な資本とノウハウを考えると、今後しばらくの間、こうしたシステムを扱えるのは一握りの企業と政府に限られる可能性が高いでしょう。量子コンピュータのサイズとコストで大きなブレークスルーが起きない限り、コンピュータ黎明期のメインフレームと端末のような構図と同様に、参入障壁は依然として高く、一般アクセスへの門番が存在し続けると考えられます。実際、AnthropicがMythosをリリースした際には、国家安全保障上の懸念から米国政府が直ちに制限を課したという事例が短期間ながら見られました。これは、どのモデルであってもサイバー攻撃を民主化してきたAIとは対照的な構図です。
量子コンピュータがRSAや楕円曲線暗号(ECC)といった現代の非対称暗号システムをいつ破ることになるのかについては、いまだに大きな議論が続いています。たとえばRSA社は、それが現実的な脅威になる、あるいはそもそも実現するとしても、まだかなり先の話だと主張しています。一方でGoogleは、早ければ2029年にも起こり得るとしています。両社ともこの問題に利害関係を持つ当事者ではありますが、Filippo Valsordaのような独立系の暗号専門家までもが警鐘を鳴らしています。Valsordaは説得力のある形でこう主張しています。「賭けの本質は『2030年までにCRQC(暗号関連量子コンピュータ)が確実に存在するか?』ではなく、『2030年までにCRQCが確実に存在しないと言い切れるか?』なのです。専門家たちの発言を見た上で、非専門家が『いや、自分の方がよく分かっている、実際には1%未満の確率だ』と判断できる根拠が、私には見当たりません」
リスクの評価
量子のような将来の脅威に、どうやってリスクを割り当てればよいのでしょうか。リスクを構成する古典的な要素は「影響度」と「発生可能性」の二つです。量子コンピュータが既存の非対称暗号にもたらす影響度は非常に高く、通信中あるいは保存中の暗号化データが大量に露見する可能性があります。この影響は、銀行、政府、軍、機密情報を扱うあらゆる組織にとって明白です。この脅威はまた、攻撃者が今収集し、後で復号するという手口の扉を開くことにもなります。量子技術が成熟した時点で復号することを見越し、既存のネットワークアクセスや暗号化通信リンクへのアクセス権を持つハッカーが、暗号化された情報を収集しておくというわけです。情報が時間的価値を持ち、すでに陳腐化している場合はこれは些細な問題かもしれませんが、暗号化された知的財産のようなケースでは被害は深刻なものになり得ます。
ここまでで影響度についてはかなり明白ですが、複雑になってくるのは発生可能性の方です。まず、そもそもこれが全く起こらない可能性、あるいは現在の投資戦略にとって意味を持つ時間軸では起こらない可能性があります。残る可能性は、次第に近い将来の脅威になりつつあることを示唆しています。この技術にアクセスできるプレイヤーたちは、この状況にどう関わってくるのでしょうか。前述の通り、量子技術は当面、政府と大企業に限定され、それ以外の一般には身元確認と監視を経た上でのアクセスに限られる可能性が高いでしょう。
では、自社の組織が現時点で国家主体や将来量子コンピュータにアクセスできるグループの標的になっていない場合、その組織への影響はあるのでしょうか。ほとんどの場合、侵害されるのは機密性のみで金銭的な影響は比較的小さいのだとすれば、そのリスクは大半の組織にとって受け入れ可能な水準なのでしょうか。北朝鮮を例外として、国家主体の活動が(規制違反による罰金等を除いて)金銭的な損害を直接引き起こすケースは多くありません。その活動の多くは、情報収集や現実世界の紛争に対する将来的なサイバー支援に向けた布石といった、国家安全保障上の狙いに基づくものであり、金銭目的ではないのです。
政府、テクノロジー企業、大手金融機関、原子力施設など、すでに国家主体の標的となっている組織は真っ先にPQC技術を採用するでしょう。一方、利益率の薄い企業は、リスクが顕在化していないという認識やリソースの制約から、対応を後回しにする可能性が高いでしょう。
国家安全保障上のリスク
こうした状況下では、国家安全保障にとって重要な多数の組織が、アップグレードできない、あるいはしようとしないままとなり、結果として国家主体による攻撃に対して脆弱な状態に自らを晒すことになる可能性が高いでしょう。個々の組織が支払う意思のあるコストと、集団としての防御に必要なコストとの間にあるギャップは、何らかの形で埋める必要があります。これは、重要インフラがすでに抱えているサイバーセキュリティ上の課題をさらに増幅させ、脆弱なネットワークをより多く生み出すことにもなります。
自治体の公益事業、小規模病院、重要製造業、地方自治体の緊急サービスといった分野は、PQCへのシステムアップグレードに苦労する可能性が高いでしょう。この脆弱性はさらに、Salt Typhoonのような攻撃で見られるように、国家主体が重要インフラへの既存アクセスを足がかりに新たなネットワークやデータへアクセスすることを容易にしてしまいます。
これにより、機密資料や企業の知的財産といった機微な情報の収集が可能になるだけでなく、紛争発生時に効果を発揮できるようネットワークへの足場を築くことも可能になります。通信の妨害、データの破壊、物理設備の制御システムへのアクセス獲得などがその例です。
国家主体は、自らへの帰属を望まない作戦を、国家と連携するハッキンググループに実行させることも可能です。こうしたことはすでに現在も起きていますが、量子コンピュータへのアクセスが可能になれば、これまで手の届かなかったシステムや機微なデータへの扉が一気に開け放たれることになるでしょう。
考えられる対策
対策自体はすでに広く利用可能な状態にあります。NISTがPQC標準(FIPS 203-205)を公表しているほか、複数の商用企業がPQCソリューションを提供しています。しかし、アップグレードが必要な重要なソフトウェアやハードウェアの量が膨大であるため、導入のペースは遅くなるでしょう。移行を後押しする方法として、五つの取り組みが考えられます。また、新たなシステムに脆弱性が発見された場合に備え、暗号アジリティと呼ばれる、柔軟に対応できる仕組みも新ソリューションには求められます。
一つ目は、政府による義務化を通じて導入を促す方法です。最近の大統領令EO 14412は、連邦政府内でのPQCシステム導入をより迅速に進めることを定めています。各国政府はさらに、追加の義務化や税制優遇措置などを通じて、重要インフラ企業にPQCシステムの導入を促すべきです。加えて、規制や準拠基準の整備によってPQC導入を後押しすることもできます。たとえばPCI DSSやISO 27001がPQCを明示的に要求するようになることも考えられます。
より広範な導入を促す二つ目の方法は、クラウドサービスプロバイダー、ネットワークスタック(TLS)、ソフトウェアライブラリがデフォルトでPQCアルゴリズムに切り替えることです。多くの場合、これによって多数のユーザーが意識しないうちに新標準へ移行することになります。組織は、量子の脅威を追い風として、すでにPQCシステムが提供されているクラウド統合(たとえばGoogleやAWS)をより積極的に進めることもできるでしょう。
コストや複雑さが過大な場合には、三つ目の選択肢として、最も重要なネットワーク要素とストレージシステムを優先的に対応させる方法があります。それらのシステムを新しいPQCシステムにアップグレードするか、それすら困難な場合は、既存の鍵をより長い鍵長に更新する、たとえばRSA 2048からRSA 4096へ、あるいはAES-128からAES-256へ切り替えることで、時間を稼ぐという方法も考えられます。
四つ目は、狭くはサイバーセキュリティ専門家、広くは経営層に至るまで、PQCの必要性に関する意識を高めることです。脆弱なシステムをアップグレードするかどうかを判断するのは企業の取締役会や経営幹部であり、彼らこそがこの技術のリスクを理解しておく必要があります。
最後に、四つ目とも関連しますが、大学や高等教育機関は量子コンピューティングに加え、具体的なサイバーセキュリティ対策に関する講座を拡充し、量子の力を活用すると同時にこの新技術がもたらす影響から身を守れる人材を育成すべきです。
