Cloudflare запускает постквантовый GeoKey Manager: ключи дешифрования привязаны к географии

Новый GeoKey Manager, представленный в виде закрытой беты, станет фундаментом решений Cloudflare по соблюдению требований data sovereignty. Его задача — технически исключить ситуацию, при которой ключ дешифрования TLS-трафика окажется доступным за пределами указанной заказчиком юрисдикции. Публичный запуск запланирован на первый квартал 2027 года.

Интерес к подобным механизмам подогревает стратегия «harvest now, decrypt later». Злоумышленники уже сегодня могут накапливать зашифрованный трафик, чтобы через несколько лет, когда квантовые компьютеры станут реальностью, взломать классическую асимметричную криптографию и получить доступ к содержимому. Для организаций с жёсткими географическими требованиями противостояние этой угрозе — лишь половина задачи.

Cloudflare экспериментирует с геопривязкой TLS-ключей с 2017 года. Первая версия GeoKey Manager позволяла клиенту указать, что его приватный ключ может быть «развёрнут» только в дата-центрах конкретной страны, например в Индии. Это давало более сильные технические гарантии того, где именно расшифровываются запросы.

В 2022 году появилась поддержка атрибутного шифрования на основе политик (ABE). Вместо жёсткой привязки к списку ЦОДов региональные ограничения задавались атрибутами вроде «регион = Европейский союз». Однако готовой постквантовой ABE-схемы для production-среды сегодня нет, поэтому в новом релизе команда выбрала более простую и надёжную архитектуру.

Теперь защита строится на гибридной связке ML-KEM-768 (стандарт NIST) и X25519 с двумя типами ключей. Региональный корневой ключ — симметричный секрет, жёстко привязанный к одной географической зоне. Из него для каждого сервиса (например, Gateway или Tunnel) выводится собственная асимметричная пара, которая и оборачивает клиентский приватный ключ.

При инициализации каждый пограничный сервер Cloudflare проверяет наличие всех необходимых ему региональных корневых ключей. Если хотя бы один отсутствует или повреждён, сервис не стартует. Во время обработки запроса срабатывает принцип fail closed: если метаданные требуют ключ, которого нет локально, Cloudflare отклоняет запрос, а не пытается расшифровать его в неположенном месте.

Обёрнутые приватные ключи и их метаданные распространяются глобально через систему конфигурации Quicksilver. А вот региональные корневые ключи доставляются только на авторизованные серверы отдельным сервисом provisioning. Таким образом, обёрнутый ключ может физически находиться где угодно, но развернуть его способен лишь узел, обладающий нужным региональным секретом.

Каждый обёрнутый клиентский ключ несёт в метаданных три атрибута: контекст сервиса (к какому продукту относится), региональную границу (набор разрешённых дата-центров) и эпоху — поколение корневого ключа, которое меняется при ротации. Ключи с одинаковыми сервисом, регионом и эпохой используют одну и ту же прикладную пару. Компрометация прикладного приватного ключа затронет только ключи этого сервиса в этом регионе.

Если же окажется скомпрометирован региональный корневой ключ, под удар попадут все прикладные ключи, выведенные из него для данной эпохи. Такое разделение позволяет изолировать инциденты и минимизировать ущерб. Описанная схема даёт Cloudflare возможность поддерживать высокую производительность при логическом разделении сети.

Клиент просто выбирает регион, а вся техническая механика по удержанию приватного ключа в его границах ложится на платформу. Большинство регионов будут доступны, хотя для отдельных продуктов возможны нюансы. Запуск беты — важная веха на пути миграции всех продуктов Cloudflare на постквантовую криптографию.

Компания одновременно решает две задачи: помогает заказчикам выполнять регуляторные требования по локализации данных и готовит инфраструктуру к эпохе, когда квантовые атаки перестанут быть теоретической угрозой.