Cloudflare jadi certificate authority post-quantum

Cloudflare jadi certificate authority post-quantum

Dua belas tahun selepas Universal SSL lebih kurang menggandakan jumlah trafik web bersulit dalam sekelip mata, Cloudflare mengumumkan dalam Birthday Week tahun ini bahawa ia mahu menjalankan sendiri infrastruktur kepercayaan, bukan sekadar menyewanya. Syarikat itu berhasrat menjadi certificate authority awam — organisasi yang menerbitkan sijil TLS yang menjadi sandaran laman web untuk membuktikan identiti mereka.

Pengumuman bertarikh 2026-09-29 itu membawa tiga pencapaian konkrit, bukan sekadar peta jalan yang samar: permohonan ke program root Chrome, Apple, Microsoft, dan Mozilla; perjanjian sah untuk mengambil alih bahan root kunci yang dipercayai orang ramai dari GlobalSign; dan rancangan untuk menjadi antara CA pertama yang menerbitkan Merkle Tree Certificates (MTC) — reka bentuk sijil post-quantum yang dikembangkan Cloudflare di IETF. Pengeluaran MTC production disasarkan untuk suku pertama 2027.

Semua ini belum beroperasi lagi — Cloudflare berterus terang bahawa ia tidak menerbitkan sijil hari ini. Tetapi bentuk usaha ini memberitahu kita ke mana arah Web PKI bergerak, dan ia berbaloi difahami sebelum MTC pertama muncul dalam TLS handshake anda.

Kenapa web perlukan satu lagi CA

Sebahagian besar web bersulit berjalan di atas sijil percuma dan automatik, dan bahagian yang agak besar itu mengalir melalui satu operator: Let's Encrypt menerbitkan dalam lingkungan sepuluh juta sijil sehari dan menyediakan lebih 500 juta laman. Cloudflare — salah seorang pengguna terbesar Let's Encrypt — memanggil kepekatan itu risiko sistemik: jika CA percuma dominan itu bermasalah selama seminggu, tiada alternatif percuma dan automatik yang setanding sedia menampung beban.

Cloudflare sebenarnya sudah membina redundansi secara peribadi sejak bertahun: setiap set sijil Universal SSL disertakan sijil sandaran daripada CA lain, sedia dideploy secara automatik jika sijil utama ditarik balik. CA awam hanyalah idea yang sama, diperbesar ke skala Internet.

Ada juga masalah kedua yang pengumuman CA ini cuba selesaikan: sebahagian besar infrastruktur sijil wujud sebelum pengkomputeran kuantum menjadi kebimbangan praktikal. Signature post-quantum kira-kira 40 kali lebih besar daripada yang klasik, dan Cloudflare menganggarkan ia akan menggandakan keperluan storan log certificate transparency pada kadar yang sama. Jawapan kumpulan kerja IETF PLANTS — Merkle Tree Certificates — menjadikan ketelusan sebagai sifat kelas pertama, bukan sesuatu yang dicampak masuk kemudian. Slogannya ringkas: jangan log apa yang anda terbitkan — terbitkan dengan cara log.

Dua laluan menuju kepercayaan, bermula dengan root orang lain

Root yang baharu tidak berguna selama bertahun: ia perlu meresap ke dalam browser, sistem operasi, dan peranti — dan ia tidak pernah sampai ke ekor panjang hardware yang lama berhenti menerima kemas kini. Di situlah sebahagian besar trafik dunia sebenarnya berasal.

Jadi Cloudflare membeli jangkauan dari hari pertama. Perjanjian dengan GlobalSign menyerahkan kepada Cloudflare root yang telah dipercayai merentas browser, OS, dan peranti sejak 2012, dan urus niaga ini dijangka selesai dalam tempoh dua bulan akan datang. Di sebelahnya, Cloudflare akan mengemukakan root baharu ke program root — root yang dibina untuk peraturan moden, sebab ada program yang mula menyekat usia maksimum root yang dipercayai. Root lama untuk peranti hari ini, root baharu untuk dasar masa depan.

Bagi pemilik laman, tuas migrasi sengaja dibuat membosankan: CA ini ACME-first. Jika anda mengautomasikan pengeluaran sijil sekarang, bertukar ke Cloudflare cuma bermakna menukar directory URL:

# Your ACME client keeps working as-is; only the CA endpoint changes.
certbot certonly --standalone \
  --server https://<cloudflare-ca>/acme/directory \
  --email [email protected] \
  -d hejes.my -d www.hejes.my

Renewal automatik juga syarat, bukan cadangan: kata Cloudflare, renewal automatik akan menjadi syarat pengeluaran melalui ACME Renewal Information (ARI, RFC 9773). Itulah yang membolehkan CA menarik balik sijil dan menerbitkan semula merentas berjuta laman tanpa mencetuskan gangguan besar-besaran — apabila sijil perlu dibersarakan, takat renewal digerakkan ke hadapan hanya untuk kumpulan yang terjejas.

Merkle Tree Certificates: bukti, bukan signature yang berat

Inilah bahagian yang benar-benar mengubah protokol. Sijil klasik merantaikan beberapa signature CA sehingga ke trust anchor; MTC pula kelompokkan banyak sijil ke dalam Merkle tree append-only dan menandatangani hanya punca pokok itu. Klien mengesahkan sijil server dengan bukti keanggotaan yang padat (inclusion proof) — urutan hash — terhadap cosigned tree head itu, dan bukannya mengesahkan longgokan demi longgokan signature post-quantum pada setiap sambungan.

Aliran MTC bentuk standalone lebih kurang begini:

Site  →  ACME  →  CA validates domain control
                        │
                        ▼
              append entry to CA issuance log
                        │
                        ▼
              CA signs fresh tree head (checkpoint)
                        │  cosigner mirrors the log, verifies
                        │  append-only consistency, adds cosignature
                        ▼
Site  ◄  MTC = public key + inclusion proof + cosignatures

Ada dua bentuk. Standalone MTC membawa cosigned tree head dan inclusion proof dalam nilai signaturenya — lebih berat, tetapi lengkap bersendiri. Landmark-relative MTC membuang keseluruhan signature post-quantum yang berat: browser menerima subtree yang dipercayai di luar jalur (contohnya melalui mekanisme kemas kini browser), dan handshake hanya menghantar satu public key, satu signature, dan inclusion proof di bawah 1 kB.

Cloudflare sudah menjalankan eksperimen yang tajam dengan Chrome menggunakan bootstrap CA: ia menghantar berbilion MTC kepada 50% pengguna Chrome Beta 146 dan mengukur landmark MTC kira-kira 9% lebih cepat pada median berbanding rantaian klasik — walaupun Cloudflare jujur bahawa sebahagian besar keuntungan itu datang daripada membuang sijil perantara (intermediate elision), bukan daripada matematik post-quantum itu sendiri. Eksperimen ditamatkan pada Ogos 2026.

Chrome menjalankan Quantum-resistant Root Program sendiri, dan pemahaman Cloudflare tentang dasar draf itu ialah CA MTC perlu sekurang-kurangnya dua cosignature — satu daripada CA penerbit dan satu daripada cosigner mirroring yang diiktiraf dan bebas. Cloudflare merancang melaksanakan cosigner mirroring dalam Azul, log ketelusan Rust open-source mereka, yang menggunakan protokol c2sp tlog-mirror, dan menyasarkan kemasukan ke dalam Chrome Quantum-resistant Root Store pada "awal 2027" (fasa pelaksanaan Google sendiri meletakkan syarat onboarding kemudian — jadi anggap garis masa itu cita-cita Cloudflare, bukan komitmen Chrome).

Stak ACME mereka akan menjadi fork Boulder, software yang sudah menggerakkan Let's Encrypt, dan Cloudflare kata ia akan terus memulangkan perubahan huluan.

Apa yang kekal dan apa yang berubah

Sijil klasik tidak akan hilang dalam sekelip mata. Cloudflare sengaja membina satu CA yang membawa sijil klasik dan MTC dalam satu lifecycle, dan menjangkakan MTC mengambil bahagian pengeluaran yang semakin besar merentas tetingkap beberapa dekad — tanpa pemotongan mendadak, tanpa memaksa anda menjalankan dua sistem. Pengeluaran MTC standard akan percuma.

Peralihan yang lebih segera bersifat operasi. CA ini direka ke belakang dari kegagalan yang pernah dilihat Cloudflare dalam Web PKI dari sisi pengguna: rate limit, kes pelik validasi, kelewatan revokasi, dan ketinggalan sebaran root. Komitmen yang ditawarkan luar biasa konkrit — menerbitkan build reproducible bagi stak penandatanganan, mengesahkan HSM yang memegang kunci, menjalankan dashboard kesihatan awam secara langsung, dan menjadikan ketelusan tentang operasi harian (bukan hanya audit tahunan) sebagai default. Cloudflare juga akan menjadi "Customer Zero" dirinya sendiri, menguji sistemnya merentas berjuta sijil yang ia guna setiap tahun.

Matthew Prince, CEO Cloudflare, merangka ini sebagai masalah koordinasi: "Upgrading the web's security before quantum computers can break it is one of the biggest coordination challenges in the history of the Internet." Itulah versi jujur bagi tawaran ini. TLS di laman anda — sama seperti domain CDN terbiar yang didaftar semula, asas yang disandarkan infrastruktur kepercayaan secara senyap — hanya berfungsi kerana sekumpulan pihak berkuasa yang kebanyakannya tidak nampak berkelakuan baik. Judi Cloudflare: cara untuk mengamankan web post-quantum ialah menghapuskan titik kegagalan tunggal ekosistem itu — sebab itulah salah satu pengguna sijil terbesar di planet ini kini cuba menjadi penerbit.

Sumber

• Cloudflare Blog: Building a certificate authority for the whole Internet
• Cloudflare Blog: Building a post-quantum certificate authority with Merkle Tree Certificates
• Dark Reading (press release): Cloudflare Announces Public Certificate Authority for the Post-Quantum Web