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Planos de control de migracion post-cuantica: Tradeoffs latencia-disponibilidad bajo carga adversarial

Un analisis formal de ingenieria sobre infraestructura post-cuantica con enfasis en tradeoffs latencia-disponibilidad bajo carga adversarial y restricciones operativas adversariales.

06 abr 2023 · Infraestructura Post-Cuantica · 9 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 tradeoffs latencia-disponibilidad bajo carga adversarial. 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:

A=1Dplanned+DunplannedT,L99BlatencyA = 1 - \frac{D_{planned} + D_{unplanned}}{T},\quad L_{99} \le B_{latency}

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:

min  J=αL99+βDunplanned+γErrorRate\min\;J = \alpha L_{99} + \beta D_{unplanned} + \gamma \,\text{ErrorRate}

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. Defina SLOs de latencia del plano de control de forma independiente a metas de throughput de usuario final.
  2. Mida crecimiento de colas bajo sobrecarga antes de ajustar estrategias de reintento.
  3. Trate la politica de timeout como parametro de seguridad, no solo como ajuste de performance.

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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