Kvantni računalniki lahko kmalu zlomijo kriptografijo blockchain: poročilo

V skladu z nedavno papirja, so kitajski raziskovalci trdili, da so odkrili novo metodo za prekinitev podpisovalnega algoritma Rivest-Shamir-Adleman 2048 (RSA-2048), ki je prisoten v verigah blokov in drugih varnostnih protokolih. RSA je kriptografska tehnika, ki uporablja javni ključ za šifriranje informacij in zasebni ključ za njihovo dešifriranje. 

Kršitev algoritma RSA-2048 zahteva, podobno kot drugi algoritmi v družini števil RSA, iskanje prafaktorjev števila s 617 decimalnimi mesti in 2048 dvojiškimi števkami. Strokovnjaki oceniti da bi navadni računalniki potrebovali 300 trilijonov let, da razbijejo šifrirni ključ RSA-2048. Vendar pa so kitajski raziskovalci v svojem prispevku povedali, da bi bilo šifriranje mogoče obrniti s kvantnim računalnikom s 372 kubiti ali osnovno enoto informacij, ki deluje kot posrednik za računalniško moč.

Za primerjavo, najnovejši kvantni računalnik IBM Osprey ima zmogljivost obdelave 433 kubitov. Prej so strokovnjaki izračunali, da bi faktoring RSA-2048 s kvantnimi računalniki, ki uporabljajo metodo kvantnega faktoringa, znano kot Shorov algoritem, zahteva 13,436 kubitov. 

Za razliko od klasičnih računalnikov, ki delujejo na binarni osnovi 0 ali 1, kvantni računalniki uporabljajo kvantne bite, ki lahko prevzamejo neskončna stanja pri temperaturah -273 °C (-459.4 °F), kar dosežemo z uporabo tekočih plinskih hladilnih sredstev. Tako je kvantni računalnik sposoben začrtati vse možne rešitve kriptografskega problema in jih poskusiti vse naenkrat, s čimer poveča učinkovitost v astronomskem merilu.

Po mnenju ameriškega kriptografa Brucea Schneierja se zdi, da so kitajski raziskovalci kombinirani »klasične tehnike faktoringa redukcije mreže s kvantnim približnim optimizacijskim algoritmom«, ki je uspešno faktorizirala 48-bitna števila z uporabo 10-qubitnega kvantnega računalnika. "Čeprav vedno obstajajo morebitne težave pri povečevanju nečesa takega s faktorjem 50, očitnih ovir ni," je komentiral Schneier. 

Varnostni strokovnjak Roger Grimes dodano:

»Očitno se je zgodil drug tip, ki je prej napovedal, da mu je uspelo zlomiti tradicionalno asimetrično šifriranje s klasičnimi računalniki … toda recenzenti so našli napako v njegovem algoritmu in ta tip je moral umakniti svoj članek. Toda ta kitajska ekipa je ugotovila, da bi lahko korak, ki je uničil celotno stvar, rešili majhni kvantni računalniki. Tako so testirali in delovalo je.”

Schneier je tudi opozoril, da se algoritem opira na a nedavni dokument o faktoringu avtor Peter Schnorr, kjer njegov algoritem dobro deluje z majhnimi bitmi, vendar razpade pri večjih velikostih, brez oprijemljive razlage. »Torej, če je res, da je kitajski papir odvisen od te Schnorrjeve tehnike, ki se ne prilagaja, se tudi tehnike v tem kitajskem dokumentu ne bodo spreminjale,« je zapisal Schneier. 

»Na splošno je pametno staviti na to, da nove tehnike ne delujejo. Toda nekega dne bo ta stava napačna.”

Kvantne računalnike omejujejo tudi operativni dejavniki, kot so toplotne izgube in zahteva po kompleksni hladilni infrastrukturi -273 °C (-459.4 °F). Tako je število nominalnih kubitov, potrebnih za obračanje kriptografskih algoritmov, verjetno veliko višje od teoretičnih ocen.

Čeprav raziskovalci tega še niso storili, bi lahko metodologijo teoretično ponovili z drugimi protokoli RSA-2048, ki se uporabljajo v informacijski tehnologiji, kot so HTTPS, e-pošta, brskanje po spletu, dvofaktorska avtentikacija itd. Soustanovitelj Ethereuma Vitalik Buterin je prej izjavil, da dolgoročni cilji vključujejo kvantno odpornost verige blokov. Teoretično to vključuje razcepitev omrežja za uporabo šifrirnega algoritma višjega reda, ki bi zahteval več kubitov za zlom.

Urednik Cointelegrapha Jeffrey Albus je prispeval k tej zgodbi.