TL;DR

  • 충분한 성능의 양자 컴퓨터가 기존 DNSSEC 서명을 깨뜨릴 수 있는 상황에 대비해, PowerDNS가 DNSSEC 서명·검증 모델을 유지하면서 양자 공격에 저항하는 ML-DSA-44 지원을 제공함.
  • FIPS 204로 표준화된 ML-DSA는 격자 기반 수학 문제를 활용하며, 일반 하드웨어에서 실행돼 양자 기술이 필요하지 않음.
  • PowerDNS 구현은 OpenSSL 3.5 이상을 기반으로 하며, Enterprise Linux 9 이상, Ubuntu 26.04, Debian 13에서 사용할 수 있음.
  • 서명 지원은 PowerDNS Authoritative Server 5.2, 검증 지원은 Recursor 5.5에서 제공될 예정이며, Cloudflare는 이미 ML-DSA-44 검증을 배포함.
  • ML-DSA-44 서명 크기가 커지면서 TCP 부담이 늘어날 수 있으며, PowerDNS는 성능 개선과 추가 포스트 양자 암호 기술을 계속 검토함.

DNSSEC를 위한 포스트 양자 암호

  • 현재 널리 사용되는 DNSSEC 서명은 충분한 성능의 양자 컴퓨터가 깨뜨릴 수 있는 수학적 기반에 의존함. 그러한 컴퓨터가 언제 등장할지는 불확실하지만, 전 세계적으로 연결된 서비스의 암호 체계를 바꾸려면 사전 준비가 필요함.
  • 포스트 양자 DNSSEC는 기존 DNSSEC의 서명·검증 모델을 유지하면서 고전 컴퓨터와 양자 컴퓨터의 공격에 저항하도록 설계된 서명 알고리즘을 적용함.
  • 2024년 PowerDNS는 DNSSEC 적용을 위한 여러 포스트 양자 암호 알고리즘을 비교하는 현장 연구를 발표함. 비교 대상 중 하나인 Dilithium은 2024년 FIPS에서 FIPS 204, 격자 기반 디지털 서명 표준(ML-DSA)으로 표준화됨.
  • ML-DSA는 양자 컴퓨터로도 해결하기 어렵다고 여겨지는 격자 관련 수학 문제를 사용하며, 일반 하드웨어에서 실행되므로 양자 기술이 필요하지 않음.
  • 올해 초 Cloudflare와 Google의 엔지니어들이 ML-DSA, 구체적으로 ML-DSA-44를 DNSSEC 서명과 검증에 적용하는 방법을 정리함.
  • 8월에 IANA가 해당 제안에 알고리즘 번호 18을 할당해 실험실뿐 아니라 공용 인터넷에서도 배포할 수 있게 됨.
  • PowerDNS는 이제 ML-DSA-44를 지원하고 구현을 제공하며, 이 구현은 OpenSSL 3.5 이상을 기반으로 함. OpenSSL 3.5는 이미 여러 Linux 배포판에 포함돼 있음.
  • 이에 따라 Enterprise Linux 배포판 9 이상, Ubuntu 26.04, Debian 13에서 ML-DSA-44를 사용할 수 있음.
  • 양자 컴퓨터가 암호 체계를 무너뜨리는 상황이 오더라도 PowerDNS 사용자는 서명 시스템을 ML-DSA-44로 전환할 경로를 확보하며, 검증 시스템은 이미 이를 지원함.
  • ML-DSA-44 서명 지원은 PowerDNS Authoritative Server 5.2에서, 검증 지원은 Recursor 5.5에서 제공될 예정이며 두 버전 모두 올해 말 출시가 예상됨.
  • 개발 스냅샷은 8월 중순부터 ML-DSA-44를 지원함.
  • 포스트 양자 DNS 환경에서 고립될 필요는 없음. Cloudflare는 이미 ML-DSA-44 검증 지원을 배포했으며, PowerDNS Recursor와 DNSdist를 일부 사용하는 Google과 Quad9도 뒤따를 것으로 신뢰함.

암호화 전송을 위한 포스트 양자 암호

  • DNSdist는 전 세계 여러 배포 환경에서 사용하는 암호화 DNS 프런트엔드이며, DoT, DoH, DoH/3, DoQ를 지원함.
  • 이러한 전송 방식은 현재 보호에 타원 곡선 암호를 사용하는 경우가 많지만, 향후 양자 컴퓨터가 암호를 깨뜨릴 수 있는 것으로 예상되는 능력에는 안전하지 않음.
  • DNSSEC에 ML-DSA-44를 제공할 수 있는 시스템, 즉 OpenSSL 3.5 이상을 사용하는 시스템에서는 같은 암호 원시 요소인 ML-KEM을 기반으로 한 포스트 양자 키 교환이 별도 작업 없이 동작함.
  • 관리자가 생성한 ML-DSA-44 인증서도 해당 시스템에서 사용할 수 있음.

추가 개발

  • ML-DSA-44의 서명 크기가 커지면 PowerDNS 소프트웨어와 배포 환경에 TCP 부담이 더해짐. DNS 트래픽 대부분에서 UDP가 더는 일반적인 전송 방식이 아닐 수도 있는 상황에 대비해 성능 개선을 계속 진행함.
  • ML-DSA-44는 DNSSEC 포스트 양자 대비의 첫 단계일 수 있음.
  • Verisign의 Merkle Tree Ladder 제안은 생성·저장·전송·검증해야 하는 서명 수를 크게 줄이는 것을 목표로 하지만, 복잡성이 따름.
  • 크기, 속도, 보안 간 절충점이 다른 ML-DSA-44 외 알고리즘도 실용적인 선택지가 될 수 있음.
  • Cloudflare는 ML-DSA가 현재 적절한 선택인 이유와 앞으로 등장할 가능성이 있는 기술을 개괄함.
  • 보안 보장이 우수한 FN-DSA 고정소수점 버전이 언젠가 나오면 TCP에 새롭게 의존하는 정도를 줄일 수도 있음.
  • PowerDNS는 DNS 운영자가 포스트 양자 암호를 준비할 수 있는 실용적인 방법을 제공함. PowerDNS Authoritative Server와 PowerDNS Recursor에 ML-DSA-44를 통합하고 DNSdist로 암호화 DNS 프런트엔드를 제공해, 고객과 커뮤니티 사용자가 DNS 인프라 전반에서 DNSSEC 서명·검증 전환을 평가할 수 있음.
  • 후속 개발을 면밀히 살피며 인터넷과 사용자에게 적절한 기술을 구현하는 데 전념함.