Cloudflareは2029年までに耐量子暗号への完全な対応を実現することを目指しており、この取り組みにCryptoLabeというAI搭載の社内ツールを使用している。その役割は、既知のアルゴリズム名を検索するだけではなく、コード、設定、依存関係の中で暗号が使われている場所を発見し、その役割を解釈して、アップグレードに必要な作業を特定することだ。
同社によると、多数の製品をTLS 1.3経由の耐量子暗号へ移行したが、残りの通信のカバーと耐量子認証のサポートには引き続き取り組んでいる。インフラストラクチャプロバイダーとしての役割を踏まえ、Cloudflareは「すべてに耐量子暗号を」という方針を掲げ、将来の量子コンピューティングの脅威から顧客のトラフィックを保護することを目標としている。
なぜテキスト検索だけでは不十分なのか？
棚卸しのプロセスは、主に3つの問題に直面する。多数のリポジトリにコードが分散していること、暗号が共有ライブラリや、それを呼び出すコードから離れた設定の中に隠れていること、そして誤解を招く結果につながる可能性のあるテスト用または放棄された経路が存在することだ。また、RSAやX25519のような語を検索すると、実際の使用箇所を過大評価したり、間接的な使用箇所やプロトコルのデフォルト設定を見落としたりする可能性がある。
例えば、ECDSA署名が現れるだけでは、必要な移行経路は特定できない。JWT、TLS、SSH、IPsecのいずれで使われているかによって、依存関係と手順は異なる。また、アルゴリズムの選択はサーバーの設定だけでなく、通信相手に依存する場合もある。
CryptoLabeはどのように動作するのか？
このツールは、発見と分析の2段階に分けて処理を行う。第1段階では、リポジトリのマップを作成し、コード、設定ファイル、メタデータ、ロックファイル、テスト、ドキュメントを検索する。この処理により、鍵交換、署名、非対称暗号、PKI、トークン、ハードウェアセキュリティモジュールの環境などについて、初期的なメモが生成される。
第2段階では、モデルが各メモをコードと照合し、実行時の使用状況、リポジトリの役割、それに依存する内部および外部の当事者を追跡する。また、設定による上書きやテストコードなど、矛盾や不足している証拠を探し、その結果を分類する。十分な証拠がない場合は、推測する代わりに「さらなる証拠が必要」「外部依存関係」「不明」などの分類を使用する。
現在の分類には、従来型の暗号、署名、トークン、耐量子対応のハイブリッド鍵交換、その他の対応済みの使用例が含まれる。例としてはTLS 1.3におけるX25519MLKEM768や、RS256またはES256に基づくJWTトークンがあり、Cloudflareは、RFC 9964に従ってML-DSAを使用した耐量子の代替手段が存在すると示している。
実際には何が変わるのか？
CryptoLabeはCloudflare Workers上で動作し、スキャン用ワーカー、インベントリ用ワーカー、ダッシュボード、D1データベースで構成され、これらはService Bindingsを介して通信する。各リポジトリでは、Durable Objectを基盤とする継続的なオーケストレーターを使用し、Cloudflare Workflowsが発見、分析、統合、公開の各段階を担う。再開および再試行の機能も備えている。
このツールは特定のコミット時点のリポジトリをダウンロードし、そのスナップショットをR2に保存した後、読み取り専用ツールを備えた隔離されたCloudflare Sandbox内で復元する。これにより、実行中にリポジトリが変更されても、スキャン結果を固定できる。コストと容量を調整するため、モデルへのリクエストはAI Gatewayを経由してWorkers AI上でホストされたオープンウェイトモデルに送られる。また、グローバルなDurable Objectがリクエストを調整し、レート制限エラー429が発生した際にはクールダウン期間を共有する。
ツールだけでは解決できない障害
Cloudflareは、製品チームだけでは解決できないケースについて「前提条件」という概念を用いている。例えば、あるライブラリが耐量子JWTトークンをサポートしていない場合や、トークン発行者がそれらを生成できない場合などだ。また、このツールは「難しいケース」も探す。具体的には、カスタムプロトコル、ハードウェアに組み込まれた暗号、サイズが制限されたフィールド、そしてまだ耐量子暗号をサポートしていない外部当事者への依存などである。
同社が発見した例の1つに、HTTPヘッダー内で送信される証明書がある。耐量子証明書や署名はサイズが大きくなる可能性があり、最大サイズに関するアプリケーションやミドルウェアの前提を破壊することがある。この事例は、移行が常にあるアルゴリズムを別のアルゴリズムに置き換えるだけではなく、システムの制限を測定し、使用経路全体を調査する必要がある場合も示している。
certi.newsの見解
Cloudflareの試みにおける実務上の価値は、耐量子移行をアルゴリズムの一覧から、依存関係とリスクを管理するプロセスへと変えることにある。ただし、この記事は重要な限界も認めている。同社にはまだ、異なるプロンプトの性能を再現可能な形で比較する基準データセットがなく、すべての使用箇所を網羅できる保証もない。また、各結果にはシステムの責任者であるエンジニアによるレビューが必要だ。
そのため、Cloudflareはすべてのリポジトリを対象にした包括的な棚卸しから始めることを推奨していない。提案される進め方は、機密性の高いデータ、長期保存が必要なデータを扱う、ユーザーを認証する、またはインターネットに公開されている重要なシステムを1つ選び、その使用箇所を発見し、担当チームと結果を検証し、アップグレードできるものと共有依存関係によって妨げられているものを特定することだ。CryptoLabe自体は顧客が利用できる製品ではなく、Cloudflareがその教訓と一部のプロンプトを、他の組織にとっての出発点として公開している社内の試みである。