Квантовите компютри може скоро да нарушат блокчейн криптографията: доклад

Според едно скорошно хартия, китайски изследователи твърдят, че са открили нов метод за разбиване на алгоритъма за подписване Rivest-Shamir-Adleman 2048 bit (RSA-2048), присъстващ в блокчейни и други протоколи за сигурност. RSA е криптографска техника, която използва публичен ключ за криптиране на информация и частен ключ за дешифрирането й. 

Нарушаването на алгоритъма RSA-2048 изисква, подобно на други алгоритми от семейството на числата RSA, намиране на простите множители на число с 617 десетични цифри и 2048 двоични цифри. Експерти приблизителна оценка че на обикновените компютри ще са необходими 300 трилиона години, за да разбият RSA-2048 ключ за криптиране. Китайски изследователи обаче казаха в своята статия, че криптирането може да бъде обърнато с квантов компютър с 372 кубита или основна единица информация, действаща като прокси за изчислителната мощност.

За сравнение, най-новият квантов компютър IBM Osprey има капацитет за обработка от 433 кубита. Преди това експертите изчислиха, че факторизирането на RSA-2048 с квантови компютри, използващи метод на квантов факторинг, известен като алгоритъм на Шор, би изисква 13,436 XNUMX кубита. 

За разлика от класическите компютри, които работят на двоична основа от 0 или 1, квантовите компютри използват квантови битове, които могат да приемат безкрайни състояния при температури от -273°C (-459.4°F), постигнати чрез използване на охладители с течен газ. По този начин квантовият компютър е в състояние да начертае всички възможни решения на криптографски проблем и да ги опита всички наведнъж, повишавайки ефективността в астрономически мащаб.

Сравнение между класическо и квантово изчислениеИзточник: Towards Data Science

Според американския криптограф Брус Шнайер китайските изследователи изглежда имат комбинирани „класически техники за факторизиране на решетка с алгоритъм за квантова приблизителна оптимизация“, които успешно факторизират 48-битови числа с помощта на 10-кубитов квантов компютър. „И въпреки че винаги има потенциални проблеми при мащабиране на нещо подобно с коефициент 50, няма очевидни бариери“, коментира Шнайер. 

Експерт по сигурността Роджър Граймс добави:

„Очевидно това, което се е случило, е друг човек, който преди това е обявил, че е успял да разбие традиционното асиметрично криптиране с помощта на класически компютри … но рецензенти откриха недостатък в неговия алгоритъм и този човек трябваше да оттегли своята статия. Но този китайски екип осъзна, че стъпката, която уби цялото нещо, може да бъде разрешена от малки квантови компютри. Те тестваха и проработи.“

Шнайер също предупреди, че алгоритъмът разчита на a скорошен факторинг документ с автор Peter Schnorr, където неговият алгоритъм работи добре с малки битове, но се разпада при по-големи размери, без осезаемо обяснение. „Така че, ако е вярно, че китайската хартия зависи от тази техника на Шнор, която не се мащабира, техниките в тази китайска хартия също няма да се мащабират“, пише Шнайер. 

„Като цяло разумният залог е, че новите техники не работят. Но някой ден този залог ще бъде грешен.

Квантовите компютри също са ограничени от оперативни фактори като загуба на топлина и изискването за сложна инфраструктура за охлаждане -273°C (-459.4°F). По този начин броят на номиналните кубити, необходими за обръщане на криптографски алгоритми, вероятно е много по-висок от теоретичните оценки.

Въпреки че изследователите все още не са го направили, методологията може теоретично да бъде възпроизведена с други RSA-2048 протоколи, използвани в информационните технологии, като HTTPS, имейл, сърфиране в мрежата, двуфакторно удостоверяване и т.н. Съоснователят на Ethereum Виталик Бутерин по-рано заяви, че дългосрочните цели включват превръщането на блокчейна в квантова устойчивост. Теоретично това включва разклоняване на мрежата, за да се използва алгоритъм за криптиране от по-висок порядък, който би изисквал по-големи кубити за разбиване.

Редакторът на Cointelegraph Джефри Албус допринесе за тази история.