Kvantarvutid võivad peagi rikkuda plokiahela krüptograafiat: teatage

Vastavalt hiljutisele paberHiina teadlased väitsid, et on avastanud uudse meetodi plokiahelates ja muudes turvaprotokollides esineva Rivest-Shamir-Adlemani 2048-bitise (RSA-2048) allkirjastamisalgoritmi murdmiseks. RSA on krüptotehnika, mis kasutab teabe krüptimiseks avalikku võtit ja selle dekrüpteerimiseks privaatvõtit. 

Algoritmi RSA-2048 rikkumine nõuab sarnaselt teiste RSA-arvude perekonna algoritmidega 617 kümnendkoha ja 2048 kahendnumbriga arvu algtegurite leidmist. Eksperdid hinnata et tavalistel arvutitel kuluks RSA-300 krüpteerimisvõtme purustamiseks 2048 triljonit aastat. Kuid Hiina teadlased ütlesid oma artiklis, et krüptimist saab ümber pöörata 372 kubitiga kvantarvutiga või teabe põhiühikuga, mis toimib arvutusvõimsuse puhverserverina.

Võrdluseks, uusima IBM Osprey kvantarvuti töötlemisvõimsus on 433 kubitti. Varem arvutasid eksperdid, et RSA-2048 faktooring kvantarvutitega, mis kasutavad Shori algoritmina tuntud kvantfaktoringu meetodit nõudma 13,436 XNUMX kubitit. 

Erinevalt klassikalistest arvutitest, mis töötavad binaarsel baasil 0 või 1, kasutavad kvantarvutid kvantbitte, mis võivad temperatuuridel -273 °C (-459.4 °F) võtta lõpmatuid olekuid, mis saavutatakse vedelgaasi jahutusvedelike kasutamisega. Seega suudab kvantarvuti kaardistada krüptoprobleemile kõik võimalikud lahendused ja proovida neid korraga, suurendades efektiivsust astronoomilisel skaalal.

Klassikalise ja kvantarvutuse võrdlusAllikas: Towards Data Science

Ameerika krüptograafi Bruce Schneieri sõnul näib Hiina teadlastel olevat kombineeritud "Klassikalised võre vähendamise faktooringu tehnikad kvantumbkaudse optimeerimisalgoritmiga", mis arvestas edukalt 48-bitiseid numbreid, kasutades 10-kubitist kvantarvutit. "Ja kuigi sellise asja suurendamisel 50 korda on alati võimalikke probleeme, pole ilmseid takistusi," kommenteeris Schneier. 

Turvaekspert Roger Grimes lisatud:

"Ilmselt juhtus teine ​​mees, kes oli varem teatanud, et suutis traditsioonilise asümmeetrilise krüptimise klassikaliste arvutite abil murda … kuid arvustajad leidsid tema algoritmis vea ja see mees pidi oma paberi tagasi võtma. Kuid see Hiina meeskond mõistis, et selle sammu, mis kogu asja tappis, saab lahendada väikeste kvantarvutitega. Nii et nad testisid ja see töötas.

Schneier hoiatas ka, et algoritm tugineb a hiljutine faktooringu paber autor Peter Schnorr, kus selle algoritm töötab hästi väikeste bittide puhul, kuid laguneb suuremate suuruste korral ilma käegakatsutava seletuseta. "Nii et kui on tõsi, et Hiina paber sõltub sellest Schnori tehnikast, mis ei skaleeri, ei skaleerita ka selle Hiina paberi tehnikad," kirjutas Schneier. 

"Üldiselt on nutikas panus sellele, et uued tehnikad ei tööta. Kuid ühel päeval läheb see panus valeks.

Kvantarvuteid piiravad ka töötegurid, nagu soojuskadu ja keerulise -273 °C (-459.4 °F) jahutusinfrastruktuuri nõue. Seega on krüptoalgoritmide ümberpööramiseks vajalik nominaalne kubittide arv tõenäoliselt palju suurem kui teoreetilised hinnangud.

Kuigi teadlased pole seda veel teinud, võiks metoodika olla teoreetiliselt replitseeritav ka teiste infotehnoloogias kasutatavate RSA-2048 protokollidega, nagu HTTPS, e-post, veebisirvimine, kahefaktoriline autentimine jne. Ethereumi kaasasutaja Vitalik Buterin ütles varem oma pikaajaliste eesmärkide hulka kuulub plokiahela kvantkindlaks muutmine. Teoreetiliselt hõlmab see võrgu hargnemist, et kasutada kõrgema järgu krüpteerimisalgoritmi, mille katkestamiseks on vaja suuremaid kubite.

Cointelegraphi toimetaja Jeffrey Albus andis oma panuse sellesse loosse.