Google anunció un nuevo programa en Chrome para desarrollar certificados HTTPS capaces de resistir las amenazas que podrían plantear los ordenadores cuánticos, sin imponer a las comunicaciones TLS las cargas de ancho de banda y rendimiento asociadas a los certificados tradicionales que utilizan algoritmos poscuánticos. La empresa, en colaboración con otros socios, está desarrollando este enfoque mediante certificados de árboles de Merkle, conocidos por sus siglas en inglés como MTC, paralelamente al trabajo del grupo PLANTS de la IETF.
La iniciativa llega en un momento en que el ecosistema TLS afronta un desafío práctico: los algoritmos de cifrado resistentes a la computación cuántica generan datos más grandes, lo que puede aumentar el tamaño de las cadenas de certificados X.509 necesarias durante el establecimiento de conexiones, especialmente al aplicar los requisitos de transparencia de certificados (CT).
¿Cómo funcionan los certificados de árboles de Merkle?
En lugar de depender de una cadena grande y secuencial de firmas en la arquitectura tradicional de la infraestructura de clave pública, los MTC utilizan pruebas comprimidas de árboles de Merkle. En este modelo, una autoridad certificadora (CA) firma una única raíz de árbol que representa potencialmente millones de certificados, mientras que el navegador solo recibe una prueba ligera que demuestra la inclusión del certificado del sitio en ese árbol.
Google considera que este diseño puede permitir el uso de algoritmos poscuánticos sólidos sin la gran penalización de ancho de banda que podrían generar las cadenas de certificados X.509 tradicionales. El diseño también separa la fortaleza del algoritmo criptográfico del tamaño de los datos transmitidos al usuario, con el objetivo de reducir al mínimo los datos de autenticación en el proceso TLS.
Según este modelo, la transparencia ocupa un lugar fundamental en el proceso de emisión, ya que no se puede emitir un certificado sin incluirlo en un árbol público. De este modo, las propiedades de seguridad asociadas al ecosistema actual de transparencia de certificados pasan a formar parte del diseño, sin añadir la misma carga al proceso TLS.
Plan de despliegue gradual de Chrome
Chrome ya ha comenzado a probar MTC con tráfico real de Internet, y Google afirma que el despliegue tendrá tres fases:
- Primera fase, en curso: Google, en colaboración con Cloudflare, está realizando un estudio de viabilidad para medir el rendimiento y la seguridad de las conexiones TLS que utilizan MTC. Durante la prueba, todas las conexiones MTC están respaldadas por un certificado X.509 tradicional y de confianza, lo que proporciona una vía de respaldo para medir el rendimiento y verificar la fiabilidad de la emisión sin poner en riesgo la seguridad ni la estabilidad de la conexión.
- Segunda fase, primer trimestre de 2027: Google tiene previsto invitar a los operadores de registros CT que hayan tenido al menos un registro utilizable en Chrome antes del 1 de febrero de 2026 a participar en el lanzamiento inicial de árboles MTC públicos.
- Tercera fase, tercer trimestre de 2027: Google establecerá los requisitos para incorporar autoridades certificadoras adicionales al almacén de raíces resistente a la computación cuántica de Chrome, conocido como CQRS, y al programa de raíces correspondiente que admite únicamente MTC. Este programa funcionará junto con el actual programa Chrome Root para gestionar gradualmente la transición.
Arquitectura de confianza paralela y cambios propuestos
Google afirma que la tercera fase también permitirá a los sitios elegir la reducción de algunas medidas de protección, lo que permitirá a los sitios que quieran utilizar únicamente certificados resistentes a la computación cuántica seguir esta opción. La empresa también continuará participando en la IETF y en C2SP para garantizar que las lecciones extraídas de las pruebas se incorporen al trabajo de desarrollo de estándares y para respaldar cualquier cambio normativo pertinente en Chrome.
Google propone varias direcciones para la futura arquitectura TLS, entre ellas simplificar los elementos necesarios para establecer una conexión segura, adoptar flujos de trabajo basados únicamente en ACME y actualizar el mecanismo de notificación del estado de revocación de certificados en lugar de las antiguas listas CRL, centrándose en los casos de compromiso de claves. También está explorando una verificación reproducible del control del dominio, de modo que las pruebas de control estén disponibles públicamente y de forma permanente para su verificación independiente.
Entre las demás direcciones se incluyen dar prioridad a la excelencia operativa al aceptar autoridades emisoras de MTC y desarrollar una supervisión externa continua y verificable, en lugar de depender únicamente de la función de las auditorías anuales. Al mismo tiempo, Google continuará respaldando a sus socios actuales del Chrome Root Store y rotando las raíces para mantener la compatibilidad de las cadenas no resistentes a la computación cuántica con las políticas del programa. La empresa prevé admitir certificados X.509 tradicionales que utilicen algoritmos resistentes a la computación cuántica únicamente dentro de infraestructuras privadas, y que no estén incluidos en el Chrome Root Store, más adelante en 2026.