Квантово-устойчивая криптография ставит перед руководителями служб безопасности различные задачи, но директора по информационной безопасности (CISO) в отраслях, зависящих от устройств Интернета вещей (IoT) и операционных технологий (OT), могут столкнуться с особенно трудным путем к квантовой готовности, особенно если через эти устройства передается конфиденциальная информация, которая должна оставаться таковой на протяжении многих лет.
«Недавний отчет» кибербезопасной компании Forescout освещает эти проблемы в сфере здравоохранения, где медицинские карты, диагностические изображения и результаты лабораторных исследований, сохраняющие свою конфиденциальность задолго после создания, регулярно передаются между различными операционными системами.
Злоумышленники, которые сегодня собирают зашифрованный трафик, содержащий эту информацию, могут сохранить его для последующего расшифрования, когда появятся достаточно мощные квантовые компьютеры. Этот подход эксперты по безопасности называют «собирай сейчас, расшифровывай позже» (harvest now, decrypt later, HNDL).
«Миграция на постквантовую криптографию (PQC) в здравоохранении — это не только конфиденциальность данных, но и безопасность пациентов», — заявляют исследователи Forescout в своем отчете, который проанализировал более 2,5 миллионов устройств в более чем 50 организациях. «Криптография защищает команды, отправляемые медицинским устройствам, телеметрию, получаемую от этих устройств для диагностических целей, заказы на лекарства и другие конфиденциальные взаимодействия. Квантовые угрозы включают несанкционированный удаленный доступ путем эксплуатации открытых ключей для аутентификации, вмешательство в связь между устройствами путем расшифровки трафика и сложного вредоносного ПО, использующего подписи целостности прошивки».
Хотя обновление до PQC относительно просто для активных серверов, где стандартизированный алгоритм PQC может быть реализован как обновление пакета библиотеки и изменение конфигурации, встраиваемые устройства, такие как используемые в здравоохранении, требуют полного обновления прошивки от их производителей. Более того, эти обновления должны сохранять обратную совместимость с другими системами, которые могут не обновляться одновременно, а в случае сертифицированных устройств может потребоваться повторная сертификация.
Эта проблема выходит за рамки здравоохранения и затрагивает промышленные установки или любые другие места, где устройства OT или IoT обрабатывают конфиденциальные или критически важные для бизнеса данные.
В прошлом месяце Рабочая группа G7 по кибербезопасности призвала правительства и организации как можно скорее начать миграцию на PQC, призывая к действиям во всех секторах. Группа предупредила, что переход будет длительным, и организациям следует подготовиться до появления квантовых компьютеров, способных взломать текущую криптографию.
Даниэль душ Сантуш, вице-президент по исследованиям в Forescout, сообщил CSO, что, хотя государственные органы выпустили приказы и рекомендации с различными ожиданиями относительно готовности к PQC, все они сходятся к сроку к 2030 году, когда, по прогнозам экспертов, квантовые компьютеры смогут взломать существующие алгоритмы шифрования.
Однако для таких отраслей, как здравоохранение, угроза HNDL полностью сжимает этот срок квантовой готовности.
Данные пациентов передаются за пределы медицинского устройства
Защита информации о пациентах требует обеспечения безопасности всей цепочки связи: от оборудования, генерирующего данные, до ИТ-систем, хранящих их, и приложений, делающих их доступными для врачей и пациентов. Это включает, например, КТ-сканер, который отправляет изображения в систему архивирования и передачи изображений (PACS), изображения, которые впоследствии могут передаваться между больницами, облачными сервисами и внешними поставщиками радиологических услуг, требуя квантово-устойчивой защиты при каждом переносе для поддержания долгосрочной конфиденциальности.
Результаты лабораторных исследований и записи рецептов следуют аналогичным маршрутам. Службы электронного назначения рецептов обмениваются информацией о лекарствах между поставщиками и аптеками, включая записи о контролируемых веществах и лечении хронических заболеваний. Злоумышленники потенциально могут перехватить и украсть эти данные в различных точках цепочки: на уровне устройства, из внутренней сети, через скомпрометированный граничный маршрутизатор или межсетевой экран, или даже на уровне телекоммуникационного оператора.
Платформы, хранящие и обменивающиеся записями пациентов, часто также доступны напрямую из Интернета. В результате поиска Shodan компания Forescout обнаружила более 5500 экземпляров медицинских информационных систем, доступных через Интернет, причем платформы электронных медицинских карт составили 46% этих экземпляров, а PACS — 40%.
Только 36% PACS, 33% систем электронных медицинских карт и 13% систем управления лабораторной информацией поддерживали TLS 1.3 — единственную версию протокола, поддерживающую ML-KEM (Module-Lattice-Based Key-Encapsulation Mechanism), квантово-устойчивый стандарт инкапсуляции ключей, опубликованный NIST. Однако наличие TLS 1.3 не означает, что соединение использует квантово-устойчивую криптографию, поскольку подключающийся клиент может согласовать другой алгоритм.
Кроме того, в «предыдущем исследовании, опубликованном в июне», Forescout обнаружила, что только 11,8% SSH-серверов в Интернете поддерживают PQC, а это число падает до 3%, если рассматривать только Dropbear, SSH-сервер, часто используемый на встраиваемых устройствах. В корпоративных сетях 50% ИТ-устройств используют версии OpenSSH, поддерживающие PQC, но только 28% устройств IoT, 16% устройств OT и 6% устройств IoMT используют те же версии.
«Специализированные устройства вряд ли будут полностью мигрированы в этом десятилетии, если мы будем двигаться нынешними темпами, что задержит более широкие усилия по миграции на PQC и квантовую готовность», — заключили исследователи. «К сожалению, медицинские устройства относятся к числу устройств с самыми низкими показателями внедрения и самыми сложными проблемами для принятия PQC».
Проблемы выходят за рамки здравоохранения
Изменение криптографии на оборудовании, используемом для ухода за пациентами или промышленных операций, полностью зависит от поставщика устройства. Душ Сантуш говорит, что самостоятельное изменение файловой системы устройства, даже когда это возможно, ставит под угрозу сертификацию, обслуживание и поддержку, а любые изменения протокола связи должны сохранять соединения с другим оборудованием. Та же проблема существует для устройств на химических заводах, в электросетях, на водоочистных сооружениях и на производственных площадках.
Некоторое медицинское и промышленное оборудование уже работает на Linux, что теоретически может упростить внедрение PQC, говорит душ Сантуш. Однако он видит мало обсуждений внедрения PQC или дорожных карт среди поставщиков OT.
Агентство по кибербезопасности и защите инфраструктуры (CISA) в своем «Руководстве по OT от октября 2024 года» описало, как изменения в оборудовании, управляющем тяжелой техникой или легковоспламеняющимися материалами, могут потребовать обширного тестирования безопасности. Для медицинских устройств регуляторные последствия зависят от изменений, внесенных в устройство. Руководство по кибербезопасности Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США от февраля 2026 года гласит, что изменения в алгоритмах аутентификации или шифрования могут потребовать нового предварительного представления.
Опасения по поводу устаревшего оборудования и PQC распространяются на все сектора. В «обзоре Certes» 200 ИТ-специалистов и специалистов по безопасности, занимающихся квантовыми рисками в крупных организациях США и Великобритании, опубликованном в мае, 78% респондентов оценили потенциальную квантовую угрозу для устаревших сред как очень высокую. Для граничного оборудования и оборудования IoT, включая промышленные и медицинские устройства, банкоматы и транспортные средства, 43% оценили угрозу как очень высокую, а еще 31% — как значительную.
Некоторым устройствам потребуются альтернативные решения
Медицинская информация, финансовые записи и коммерческая тайна, такая как код и промышленные разработки, могут оставаться конфиденциальными в течение многих лет после передачи. Но не все данные, которыми обмениваются устройства, имеют одинаковые требования к конфиденциальности или операционную актуальность с течением времени.
«В обсуждении политики отсутствует дифференцированная структура оценки угроз и рисков — такая, которая учитывает срок службы данных и скорость их устаревания, класс устройства, вычислительные ограничения и реалистичные сроки действий противника», — сказал Шэрон Хаги, CISO в компании Finite State, специализирующейся на кибербезопасности IoT, в июне после того, как Национальное агентство кибербезопасности Франции ANSSI изложило планы по введению требований PQC для квалификации продукции начиная с 2027 года.
«Квантовая угроза не распределена равномерно по криптографическому стеку», — сказал Хаги. «Алгоритм Шора ломает RSA и ECC. Он не ломает AES-256 или SHA-3 в каком-либо практически применимом смысле — алгоритм Гровера обеспечивает максимум квадратичное ускорение, а эффективные запасы безопасности правильно подобранных симметричных примитивов по-прежнему сохраняются для большинства случаев использования. Архитектуры, основанные на симметричном шифровании с внеполосным или предварительно предоставленным распределением ключей, остаются значимыми вариантами для встраиваемых устройств с ограниченными ресурсами, где алгоритмы NIST PQC (например, ML-KEM, ML-DSA) налагают нетривиальные затраты на вычисления, пропускную способность и память».
Это означает, что поставщикам придется тщательно взвешивать, на каких устройствах развертывание новых алгоритмов PQC вообще возможно из-за аппаратных ограничений. В некоторых случаях конечным пользователям, возможно, придется искать альтернативы, такие как изоляция этих устройств и маршрутизация трафика к ним и от них через другие шлюзовые устройства, которые могут применять PQC.
Это тот подход, который пользователи должны начать применять до того, как поставщики решат выпустить обновления прошивки, говорит душ Сантуш. Например, веб-сайты и порталы, доступные через Интернет, уже должны быть настроены на использование TLS 1.3, поскольку все современные браузеры его поддерживают. Для удаленного управления и передачи файлов через Интернет следует развернуть шлюзы, поддерживающие протоколы с квантово-устойчивой криптографией.
Больница могла бы использовать шлюз для защиты передачи изображений внешнему поставщику радиологических услуг. Больнице по-прежнему придется оценивать соединение от сканера или архива изображений до этого шлюза и, возможно, изолировать их в собственном сетевом сегменте без прямого доступа в Интернет.
«Но, по крайней мере, для внешней части вы снижаете риск, верно?» — говорит душ Сантуш.
Однако поддержка PQC на одном конце эффективна только в том случае, если другой конец также может согласовать тот же алгоритм, и производители сообщают о трудностях с достижением целей совместимости. Отчет Thales «Manufacturing Data Threat Report» за сентябрь, основанный на опросе 417 респондентов из 20 стран, показал, что 30% отстают в достижении своих целей по постквантовой совместимости.
«Для конечных пользователей главное, что нужно делать прямо сейчас, — это инвентаризация устройств и данных вместе», — сказал душ Сантуш. «Устройства, данные и коммуникации».
Полученная карта должна определять, какие передачи уже имеют совместимую защиту, какие зависят от обновления, и где шлюз может защитить внешнее соединение.
Для здравоохранения Forescout рекомендует приоритизировать пациентские порталы, внешние API, партнерские обмены и другие интернет-подключения, а затем обновлять криптографические библиотеки и прошивку, где это возможно. Для оборудования, которое не может быть обновлено, в отчете по здравоохранению рекомендуется оценивать шлюзы и меры изоляции, получать дорожные карты поставщиков и планировать замену, когда у производителей нет жизнеспособного пути миграции.
Душ Сантуш говорит, что поставщики оборудования с многолетней гарантией обслуживания должны иметь дорожную карту для PQC-коммуникаций, даже если их текущая прошивка ее не поддерживает. Операторы должны знать, когда эта поддержка появится, какие соединения она будет защищать и требуется ли для нее новое оборудование. Для оборудования, которое, как ожидается, останется в эксплуатации в течение многих лет, эти ответы должны учитываться в договорах на закупку и поддержку, наряду с планом замены, если поставщик не сможет предоставить обновление.
Призыв к действию G7 призывает организации интегрировать квантово-безопасные замены в обычные графики обновления оборудования, а руководство Управления по вопросам управления и бюджета США от июня предписывает федеральным агентствам включать обновления PQC в обновление оборудования и отдавать приоритет замене или выводу из эксплуатации оборудования, которое не может поддерживать PQC или гибридную криптографию.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Lucian Constantin
