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Planos de control de migracion post-cuantica: Contencion de fallas y limites de radio de impacto

Un analisis formal de ingenieria sobre infraestructura post-cuantica con enfasis en contencion de fallas y limites de radio de impacto y restricciones operativas adversariales.

21 mar 2023 · Infraestructura Post-Cuantica · 8 min

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Contexto

Los programas de Infraestructura Post-Cuantica requieren fronteras de control explicitas en post-quantum, pki, cryptography bajo operacion adversarial y degradada.

Prerequisitos

  • Linea base de arquitectura y mapa de fronteras para Infraestructura Post-Cuantica.
  • Supuestos de falla definidos y ownership de respuesta a incidentes.
  • Puntos de control observables para verificacion en despliegue y runtime.

Cuándo aplicar

  • Cuando infraestructura post-cuantica afecta directamente autorizacion o continuidad de servicio.
  • Cuando el compromiso de un solo componente no es un modo de falla aceptable.
  • Cuando decisiones de arquitectura deben estar respaldadas por evidencia para auditoria y assurance operativo.

Resumen

Este articulo analiza post-quantum infrastructure desde una perspectiva de sistemas enfocada en contencion de fallas y limites de radio de impacto. El objetivo es mantener corretitud y retencion de control bajo condiciones adversariales en lugar de optimizar solo el throughput nominal.

Modelo de Sistema

Sea la evolucion del estado operacional segun:

P={(ai,τi,si)}i=1m,si{legacy,hybrid,pq}\mathcal{P} = \{(a_i, \tau_i, s_i)\}_{i=1}^{m},\quad s_i \in \{\text{legacy},\text{hybrid},\text{pq}\}

El objetivo de diseno es explicito: las transiciones de algoritmo avanzan con checkpoints reversibles y trazas de evidencia. Arquitectura y operaciones se evalúan de forma conjunta porque los controles criptograficos son inefectivos cuando colapsan las fronteras operacionales.

Supuestos Adversariales y de Falla

El modelo de despliegue asume intentos de compromiso, caidas parciales, comunicacion demorada y error de operador bajo presion temporal. Por ello, el modelo de control usa la siguiente restriccion de riesgo:

Pr[catastrophic]j=1kpj,pj=Pr[controlj  fails]\Pr[\text{catastrophic}] \le \prod_{j=1}^{k} p_j,\quad p_j = \Pr[\text{control}_j\;\text{fails}]

Un diseno se considera aceptable solo cuando el limite permanece estable en simulaciones de estado degradado y validacion por replay. Para trazabilidad, la relacion de transicion de estado se formaliza en Eq. (1), mientras que las restricciones de riesgo operacional se trazan en Eq. (2).

Logica de Protocolo y Control

A continuacion se muestra un patron minimo de implementacion. La estructura enfatiza gating deterministico y manejo explicito de fallas.

interface PolicyStage {
  service: string;
  stage: "legacy" | "hybrid" | "pq";
  rollbackReady: boolean;
}

export function migrationGate(stage: PolicyStage): boolean {
  return stage.stage !== "pq" || stage.rollbackReady;
}

La politica de runtime debe bloquear cualquier transicion donde faltan precondiciones de control, incluso cuando exista presion por priorizar velocidad.

Independencia Operacional

Las propiedades criptograficas y de protocolo solo son validas cuando las dependencias operacionales estan separadas. Las superficies de control deben distribuirse entre ambitos IAM independientes, pipelines de despliegue y fronteras de gestion de claves.

Presupuesto Matematico de Riesgo

Un presupuesto practico de riesgo puede seguirse como:

RiskBudget=j=1kwjpj,wj=1\text{RiskBudget} = \sum_{j=1}^{k} w_j p_j,\quad \sum w_j = 1

Esta metrica debe evaluarse en fronteras de release y transiciones de incidente para detectar erosion silenciosa de salvaguardas. Durante la revision, la evidencia de politica y telemetria debe mapearse de nuevo a Eq. (2).

Guia Practica

  1. Mapee cada control a un dominio de falla explicito antes del despliegue.
  2. Rechace arquitecturas donde un rol de operador pueda saltar todas las capas de aislamiento.
  3. Ejecute drills de estado degradado que retiren intencionalmente multiples controles.

Conclusion

Post-Quantum Infrastructure programas fallan cuando arquitectura y operaciones se tratan como preocupaciones separadas. Un sistema defendible requiere restricciones formales, gates de control explicitos y verificacion adversarial regular vinculada a workflows de produccion.

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