Google beginnt mit dem Test von Verbesserungen der Postquantenkryptografie in der kommenden Betaversion von Android 17. Diese Funktionen sollen mit der Produktionsversion des Systems allgemein verfügbar werden. Dies stellt die erste angekündigte Phase des Übergangs von Android zu einer Architektur dar, die gegen Bedrohungen widerstandsfähig ist, die künftige Quantencomputer mit sich bringen könnten. Dazu werden die vom National Institute of Standards and Technology (NIST) der USA verabschiedeten Standards für Postquantenkryptografie in mehrere Ebenen der Plattform integriert.
Google zufolge beschränkt sich das Ziel nicht auf die Aktualisierung einzelner Anwendungen oder bestimmter Übertragungsprotokolle, sondern erstreckt sich auf den Aufbau einer Vertrauenskette, die die Plattform vom Start des Geräts bis zur Ausführung weltweit verteilter Anwendungen abdeckt. Das Unternehmen stützt diesen Weg auf Vorarbeiten, die es 2016 begonnen hat. Dazu gehörten Experimente mit Postquantenkryptografie, ihre Integration in eigene Produkte sowie die Veröffentlichung von Bedrohungsmodellen und technischen Dokumenten.
Schutz des Bootvorgangs und Vertrauenswurzel
Android 17 umfasst zwei wichtige Aktualisierungen der grundlegenden Schutzebenen. Die erste ist die Integration des auf Gittern basierenden digitalen Signaturalgorithmus ML-DSA in die Bibliothek Android Verified Boot (AVB). Dieser Algorithmus wird verwendet, um quantenresistente Signaturen bereitzustellen und die während der Startsequenz geladenen Softwarekomponenten vor unbefugten Änderungen zu schützen.
Die zweite Aktualisierung besteht darin, Remote Attestation auf eine Architektur umzustellen, die vollständig mit den aktuellen Anforderungen der Postquantenkryptografie vereinbar ist. KeyMint-Zertifikatsketten werden quantenresistente Algorithmen unterstützen. Dadurch können Geräte ihren Zustand gegenüber Stellen nachweisen, die auf diesen Nachweis angewiesen sind, während das Vertrauen in einer Postquantenumgebung erhalten bleibt.
Unterstützung für Entwickler durch Android Keystore
Google aktualisiert Android Keystore, um ML-DSA nativ zu unterstützen. Dadurch können Anwendungen Postquanten-Signaturen innerhalb der sicheren Hardware des Geräts verwenden, während sensible Schlüsselmaterialien vom Hauptbetriebssystem isoliert bleiben. Entwickler können so von hardwarebasierten Vertrauenswurzeln profitieren, ohne eigene Kryptografieanwendungen entwickeln zu müssen.
Das Android SDK stellt die Optionen ML-DSA-65 und ML-DSA-87 bereit, die über die standardmäßige KeyPairGenerator-Schnittstelle integriert werden können. Google bezeichnet die Implementierung der gitterbasierten Kryptografie innerhalb der Trusted Execution Environment (TEE) als technische Herausforderung, da diese Art der Kryptografie wesentlich größere Schlüsselgrößen und Speicherabdrücke benötigt als die herkömmliche Kryptografie auf Basis elliptischer Kurven.
Hybride Signierung für Google-Play-Apps
Google erweitert die Schutzkette auf App-Signaturen. Die Plattform wird Postquanten-Signaturen für APK-Dateien überprüfen, um der Fälschung von Signaturen während der Installation oder Aktualisierung von Anwendungen zu widerstehen. Google Play wird diesen Übergang über Play App Signing unterstützen. Damit können hybride Signaturblöcke erstellt werden, die herkömmliche Schlüssel und Postquanten-Schlüssel kombinieren.
Der Dienst verwendet Google Cloud KMS, um die Signaturschlüssel in der Cloud zu schützen. Während des Veröffentlichungszyklus von Android 17 wird Google Play ML-DSA-Signaturschlüssel für neue Anwendungen sowie für bestehende Anwendungen erstellen, deren Entwickler sich für die Teilnahme entscheiden, unabhängig von der Zielversion der API des jeweiligen Produkts. In einer späteren Phase können Entwickler ihre herkömmlichen Schlüssel und ML-DSA-Schlüssel auswählen und Google Play mit der Aktualisierung der hybriden Schlüssel beauftragen.
Google Play wird außerdem damit beginnen, Entwickler mindestens einmal alle zwei Jahre an die Aktualisierung der Signaturschlüssel ihrer Anwendungen zu erinnern. Die Roadmap sieht vor, die Kapselung von Postquanten-Schlüsseln später in KeyMint, Key Attestation und Remote Key Provisioning zu integrieren, um den Schutz über den gesamten Identitätslebenszyklus hinweg auszuweiten – von DICE-Messungen auf Hardwareebene bis zu Remote-Attestation-Servern.