PQC Readiness Assessment of Real-World Systems

การประเมินความพร้อมของระบบเว็บไซต์มหาวิทยาลัยสู่มาตรฐาน Post-Quantum Cryptography

ผู้จัดทำ: นายจิรภัทร เพชรสุกใส, นายภูเบศร์ ทินกร, นายธีรภัทร์ ม่วงจั่น
อาจารย์ที่ปรึกษา: อาจารย์ ดร.กฤษฎา เล่งเวหาสถิตย์

ที่มาและความสำคัญ

เทคโนโลยี Quantum Computing สร้างภัยคุกคามร้ายแรงต่อระบบเข้ารหัสลับแบบคลาสสิกที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน เช่น RSA และ ECDSA โดยเฉพาะการโจมตีรูปแบบ Harvest Now, Decrypt Later (HNDL) ที่ผู้ไม่ประสงค์ดีดักจับข้อมูลเก็บไว้เพื่อรอถอดรหัสด้วยควอนตัมคอมพิวเตอร์ในอนาคต NIST จึงได้ประกาศมาตรฐาน Post-Quantum Cryptography (PQC) ในปี 2024 โครงงานนี้จึงมุ่งประเมินความพร้อมของระบบเว็บไซต์มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ และเสนอแนวทางการเปลี่ยนผ่านสู่ยุค PQC อย่างมีประสิทธิภาพ

โครงสร้างระบบและการทำงาน

จำลองเว็บเซิร์ฟเวอร์ 3 ระบบคู่ขนานบน GCP (Singapore) ผ่าน Docker ดังนี้
- ระบบ A: TLS 1.2 + RSA/DH
- ระบบ B: TLS 1.3 + X25519
- ระบบ C: Hybrid PQC (ML-KEM-768 + ML-DSA) บน Nginx ที่คอมไพล์ร่วมกับ Open Quantum Safe library
ทดสอบด้วย 300 requests แบบ Sequential และ Concurrent ใน 2 เส้นทางเครือข่าย คือ Direct Internet และ VPN

ผลการดำเนินงาน

ทดสอบ 12 สถานการณ์ × 30 รอบ เปรียบเทียบทั้ง 3 ระบบ พบผลดังนี้
- Hybrid PQC มี Latency ต่ำที่สุดในสภาวะปกติที่ 205.7 ms เร็วกว่า TLS 1.2 ถึง 15.6%
- CPU Usage สูงกว่า TLS 1.2 ประมาณ 34.6% และ Bandwidth Overhead สูงกว่าประมาณ 28%
- CPU Peak อยู่ที่เพียง ~7% ยืนยันว่าระบบยังรองรับโหลดการใช้งานจริงได้

บทสรุปและข้อเสนอแนะ

Hybrid PQC สามารถ Deploy บน TLS 1.3 ด้วย open-source libraries ได้จริง มีประสิทธิภาพ Latency ดีกว่า TLS 1.2 และไม่ต้องอัปเกรด Hardware อย่างมีนัยสำคัญ แนะนำให้องค์กรดำเนินการตามลำดับดังนี้
- เปลี่ยนผ่านสู่ TLS 1.3 ก่อนเป็นลำดับแรก
- นำ Hybrid PQC ในรูปแบบ X25519MLKEM768 มาใช้เพื่อป้องกันภัยคุกคาม Harvest Now, Decrypt Later
- ประเมิน Bandwidth และทดสอบบน Infrastructure จริงก่อน Deploy ในระบบ Production