با پیشروی سریع در توسعه کامپیوترهای کوانتومی، پروتکل‌های امنیتی فعلی با تهدیدی جدی روبرو شده‌اند. کامپیوترهای کوانتومی در آینده قادر خواهند بود رمزنگاری‌های کلاسیکی که امروزه برای ارتباطات امن استفاده می‌کنیم را بشکنند. برای مقابله با این تهدید، مهاجرت به رمزنگاری پساکوانتومی (Post-Quantum Cryptography یا PQ) ضروری است؛ یعنی استفاده از مکانیزم‌هایی مانند ML-KEM برای جایگزینی Diffie-Hellman و ML-DSA برای جایگزینی RSA و ECDSA.
حمله Downgrade چیست؟
در دوران گذار به رمزنگاری PQ، دستگاه‌های مدرن باید برای حفظ سازگاری با سیستم‌های قدیمی (Backwards Compatibility)، همچنان از رمزنگاری کلاسیک پشتیبانی کنند. این نیاز، فرصتی را برای حمله Downgrade ایجاد می‌کند. در این نوع حمله، یک عامل تهدید (Threat Actor) که در مسیر ارتباطی قرار دارد، با دستکاری پیام‌های ارسالی بین کلاینت و سرور، آن‌ها را فریب می‌دهد تا تصور کنند طرف مقابل از رمزنگاری PQ پشتیبانی نمی‌کند. در نتیجه، ارتباط به سطح رمزنگاری کلاسیک کاهش یافته و در نهایت توسط یک کامپیوتر کوانتومی رمزگشایی می‌شود.
نقاط ضعف پروتکل IPsec و IKEv2
پروتکل IPsec که یکی از ارکان زیرساخت‌های شبکه است، از پروتکل IKEv2 برای توافق کلید (Key Agreement) استفاده می‌کند. یک نقص طراحی در IKEv2 وجود دارد که آن را در برابر حملات Downgrade آسیب‌پذیر می‌کند. در پروتکل‌های مدرنی مانند TLS 1.3، هر طرف کل تاریخچه تبادل پیام‌ها (Handshake Transcript) را امضا می‌کند تا تایید شود که هر دو طرف دقیقاً یک توالی از پیام‌ها را مشاهده کرده‌اند.
اما در IKEv2، هر طرف تنها پیام‌های خروجی خود را امضا می‌کند و کل ترنسکریپت (Transcript) هندشیک را تایید نمی‌کند. این موضوع به مهاجم اجازه می‌دهد یک «نمای دوگانه» (Split View) ایجاد کند؛ به طوری که کلاینت یک توالی پیام را ببیند و سرور توالی دیگری را، بدون اینکه متوجه دستکاری شوند.
راهکار: احراز هویت کامل ترنسکریپت
برای رفع این مشکل، افزونه جدیدی تحت عنوان IKE_SA_INIT_FULL_TRANSCRIPT_AUTH در IETF توسعه یافته است. این افزونه مکانیزم احراز هویت را تغییر می‌دهد تا به جای امضای پیام‌های تک‌گانه، کل ترنسکریپت هندشیک امضا شود. ویژگی کلیدی این افزونه، «اعلان بدون شرط» (Unconditional Notification) است:
- ابتدا هر دو طرف پشتیبانی خود از این افزونه را اعلام می‌کنند.
- اگر مهاجم سعی کند اعلان پشتیبانی از PQ را حذف کند، اما اعلان افزونه جدید باقی بماند، طرفین متوجه تفاوت در ترنسکریپت شده و ارتباط با خطای
AUTHENTICATION_FAILUREقطع می‌شود. - اگر مهاجم هر دو اعلان را حذف کند، برای موفقیت در حمله باید بتواند امضای هر دو طرف (کلاینت و سرور) را جعل کند که در حالت عادی غیرممکن است.
جمع‌بندی فنی
اگرچه حملات Downgrade کوانتومی نیازمند محاسبات کوانتومی در زمان واقعی (Real-time) هستند و دشوارتر از حملات «اکنون ذخیره کن، بعداً رمزگشایی کن» (Harvest-now, decrypt-later) می‌باشند، اما با توجه به کاهش تخمین‌های زمانی برای رسیدن به Q-day، به‌روزرسانی پروتکل‌های زیرساختی مانند IPsec به استانداردهای پساکوانتومی یک ضرورت است.
