LUGLIO 2026
Post-Quantum Cryptography: perché il futuro della sicurezza digitale richiede anche una nuova evoluzione delle PKI
Negli ultimi anni la Post-Quantum Cryptography (PQC) è uscita dai laboratori di ricerca per diventare un tema concreto nelle strategie di cybersecurity di aziende, pubbliche amministrazioni e operatori di infrastrutture critiche.
Cryptography (PQC) è uscita dai laboratori di ricerca per diventare un tema concreto nelle strategie di cybersecurity di aziende, pubbliche amministrazioni e operatori di infrastrutture critiche. Per molte organizzazioni la domanda non è più se prepararsi all'era quantistica, ma come pianificare una transizione che potrebbe influenzare certificati digitali, identità digitali e infrastrutture PKI.
Algoritmi come RSA ed Elliptic Curve Cryptography (ECC), utilizzati per proteggere connessioni TLS, certificati digitali, firme elettroniche e identità digitali, sono stati progettati in un’epoca in cui la minaccia quantistica non era ancora una prospettiva concreta. Oggi lo scenario è cambiato.
Anche se non esistono ancora computer quantistici in grado di violare su larga scala la crittografia attualmente utilizzata, la comunità scientifica e gli organismi di standardizzazione internazionali hanno avviato da tempo il percorso di transizione verso algoritmi resistenti agli attacchi quantistici. Un passaggio fondamentale è arrivato nell’agosto 2024 con la pubblicazione dei primi standard NIST dedicati alla crittografia post-quantistica – FIPS 203 (ML-KEM), FIPS 204 (ML-DSA) e FIPS 205 (SLH-DSA) – che rappresentano oggi il principale riferimento per l’evoluzione degli ecosistemi crittografici globali.
Una sfida che riguarda già il presente
La necessità di prepararsi non dipende soltanto dalla futura disponibilità di computer quantistici sufficientemente potenti e affidabili. Esiste infatti una minaccia già attuale, spesso sintetizzata nell’espressione Harvest Now, Decrypt Later.
Attori ostili possono già oggi intercettare e archiviare grandi quantità di dati cifrati con l’obiettivo di decifrarli in futuro, quando le capacità di calcolo quantistico saranno mature. Informazioni sanitarie, proprietà intellettuale, dati finanziari o comunicazioni governative potrebbero mantenere il proprio valore per molti anni, rendendo necessario proteggere fin da ora le informazioni più sensibili.
Per questo motivo la migrazione verso algoritmi quantum-safe non può essere considerata un’attività da rimandare. Si tratta peraltro di un percorso non banale, che richiede un inventario crittografico accurato, la revisione del ciclo di vita dei certificati e una pianificazione attenta della transizione: tutte attività che traggono beneficio dall’essere avviate per tempo.
La Post-Quantum Cryptography è solo una questione di algoritmi?
La risposta più immediata alla minaccia quantistica è l’adozione dei nuovi algoritmi PQC. Tuttavia, limitarsi alla sola sostituzione degli algoritmi sarebbe una semplificazione eccessiva.
Le nuove primitive crittografiche introducono infatti caratteristiche differenti rispetto a RSA ed ECC. In molti casi – in particolare per le firme digitali basate su reticoli o su funzioni hash – le chiavi pubbliche, le firme e i certificati risultano significativamente più grandi. Questo può avere impatti sulle prestazioni dei protocolli di sicurezza, sui tempi di instaurazione delle connessioni TLS, sulla gestione delle infrastrutture PKI e più in generale sulla scalabilità dei sistemi di fiducia digitale.
La transizione post-quantum richiede quindi un approccio più ampio, basato sui principi di crypto-agility: la capacità di adattare rapidamente algoritmi, protocolli e infrastrutture all’evoluzione delle minacce e degli standard. In questa fase di transizione, ad esempio, l’opzione di deployment oggi più diffusa è quella degli approcci ibridi, che combinano algoritmi classici e post-quantum per garantire sicurezza anche qualora uno dei due venisse compromesso.
Ed è proprio in questo contesto che stanno emergendo nuove riflessioni sull’evoluzione stessa delle Public Key Infrastructure.
Dalla Certificate Transparency ai Merkle Tree Certificates
Negli ultimi anni il settore PKI ha già vissuto una trasformazione importante grazie alla diffusione della Certificate Transparency (CT), il sistema di registri pubblici che consente di monitorare i certificati emessi dalle Certification Authority e individuare eventuali anomalie o emissioni non autorizzate. La trasparenza è così diventata un elemento essenziale della fiducia digitale.
Oggi la comunità di ricerca e alcuni gruppi di lavoro internazionali stanno esplorando possibili evoluzioni di questo modello. Tra le proposte più promettenti figurano i Merkle Tree Certificates (MTC), basati sull’utilizzo di strutture dati crittografiche note come Merkle Tree. Si tratta di una proposta attualmente in discussione in sede IETF, sviluppata da un gruppo di lavoro internazionale.
L’approccio è differente rispetto alle PKI tradizionali. Invece di firmare individualmente ogni certificato all’interno di una catena di certificazione, i certificati vengono organizzati all’interno di un albero crittografico. La Certification Authority firma solamente la radice dell’albero (Merkle Root), mentre ciascun certificato è accompagnato da una Merkle Proof che ne dimostra l’appartenenza all’insieme dei certificati pubblicati.
In termini pratici, l'obiettivo è ridurre il numero di firme digitali necessarie e migliorare l'efficienza della verifica dei certificati, un aspetto che diventa particolarmente importante quando si utilizzano algoritmi post-quantum con chiavi e firme più grandi.
Perché questa architettura è rilevante nell’era post-quantum
L’interesse verso i Merkle Tree Certificates nasce soprattutto dalla necessità di preservare l’efficienza delle infrastrutture PKI in un contesto caratterizzato da firme e chiavi più grandi.
Poiché la dimensione delle prove di appartenenza cresce in modo logaritmico rispetto al numero di certificati pubblicati, l’overhead trasmesso durante una connessione può rimanere contenuto anche utilizzando algoritmi post-quantum.
Esiste però un secondo aspetto particolarmente significativo: la trasparenza diventa una proprietà intrinseca del sistema. Un certificato non può essere inserito nell’albero senza lasciare una traccia verificabile pubblicamente. In questo modo, la fiducia non deriva soltanto dalla firma della Certification Authority, ma anche dalla possibilità di verificare in maniera indipendente e trasparente lo stato dell’infrastruttura.
È importante sottolineare che queste architetture sono ancora in fase di studio e standardizzazione e non rappresentano una sostituzione imminente delle PKI tradizionali. Tuttavia, testimoniano come la transizione post-quantum stia stimolando una riflessione più ampia sul futuro dei meccanismi di fiducia digitale.
Comprendere oggi le tecnologie che potrebbero caratterizzare il domani
Prepararsi all’era post-quantum significa innanzitutto comprendere le tecnologie che stanno emergendo e valutarne concretamente vantaggi, limiti e possibili scenari applicativi.
Per questo Actalis, la Certification Authority del Gruppo Aruba, ha avviato negli ultimi anni diverse iniziative di divulgazione e sperimentazione dedicate alla crittografia post-quantistica, tra cui il PQC Playground, pensato per consentire a professionisti e organizzazioni di familiarizzare con i nuovi algoritmi standardizzati.
L’obiettivo non è soltanto seguire l’evoluzione degli standard, ma contribuire a diffondere una cultura della crypto-agility e della preparazione tecnologica.
La Post-Quantum Cryptography rappresenta il primo passo verso un ecosistema quantum-safe. Le possibili evoluzioni delle PKI, inclusi approcci innovativi come i Merkle Tree Certificates, mostrano però che la trasformazione sarà probabilmente più profonda e coinvolgerà l’intera architettura della fiducia digitale su cui si basa Internet.