گزارش: رایانه های کوانتومی ممکن است به زودی رمزنگاری بلاک چین را نقض کنند

با توجه به اخیر مقالهمحققان چینی ادعا کردند که روش جدیدی برای شکستن الگوریتم امضای بیت Rivest-Shamir-Adleman 2048 (RSA-2048) موجود در بلاک چین و سایر پروتکل های امنیتی کشف کرده اند. RSA یک تکنیک رمزنگاری است که از یک کلید عمومی برای رمزگذاری اطلاعات و یک کلید خصوصی برای رمزگشایی آن استفاده می کند. 

نقض الگوریتم RSA-2048، مشابه الگوریتم های دیگر در خانواده اعداد RSA، نیازمند یافتن فاکتورهای اول یک عدد با 617 رقم اعشاری و 2048 رقم باینری است. کارشناسان تخمین زدن اینکه کامپیوترهای معمولی 300 تریلیون سال طول می کشد تا یک کلید رمزگذاری RSA-2048 را بشکنند. با این حال، محققان چینی در مقاله خود گفتند که رمزگذاری را می توان با یک کامپیوتر کوانتومی با 372 کیوبیت، یا یک واحد اصلی اطلاعات که به عنوان یک پروکسی برای قدرت محاسباتی عمل می کند، معکوس کرد.

در مقایسه، آخرین کامپیوتر کوانتومی IBM Osprey دارای ظرفیت پردازش 433 کیوبیت است. پیش از این، کارشناسان محاسبه کرده بودند که فاکتورسازی RSA-2048 با کامپیوترهای کوانتومی با استفاده از روش فاکتورسازی کوانتومی معروف به الگوریتم شور نیاز 13,436 کیوبیت 

برخلاف کامپیوترهای کلاسیک که بر مبنای دوتایی 0 یا 1 کار می‌کنند، کامپیوترهای کوانتومی از بیت‌های کوانتومی استفاده می‌کنند که می‌توانند در دمای -273 درجه سانتی‌گراد (459.4- درجه فارنهایت) که با استفاده از خنک‌کننده‌های گاز مایع به دست می‌آیند، حالت‌های نامتناهی به خود بگیرند. بنابراین، کامپیوتر کوانتومی قادر است تمام راه حل های ممکن برای یک مشکل رمزنگاری را ترسیم کند و همه آنها را به یکباره امتحان کند و کارایی را در مقیاس نجومی افزایش دهد.

به گفته بروس اشنایر، رمزنگار آمریکایی، به نظر می رسد محققان چینی چنین کرده اند ترکیب شده "تکنیک های فاکتورسازی کاهش شبکه کلاسیک با الگوریتم بهینه سازی تقریبی کوانتومی" که با موفقیت اعداد 48 بیتی را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی 10 کیوبیتی فاکتور می کند. Schneier اظهار داشت: "و در حالی که همیشه مشکلات احتمالی هنگام افزایش مقیاس 50 برابری وجود دارد، هیچ مانع آشکاری وجود ندارد." 

راجر گرایمز کارشناس امنیتی اضافه:

ظاهراً اتفاقی که افتاد مرد دیگری است که قبلاً اعلام کرده بود که می‌تواند رمزگذاری نامتقارن سنتی را با استفاده از رایانه‌های کلاسیک بشکند... اما بازبین‌ها نقصی در الگوریتم او پیدا کردند و آن مرد مجبور شد مقاله‌اش را پس بگیرد. اما این تیم چینی متوجه شدند که گامی که همه چیز را از بین برد، می تواند توسط کامپیوترهای کوانتومی کوچک حل شود. بنابراین آنها آزمایش کردند و کار کرد.»

اشنایر همچنین هشدار داد که الگوریتم بر a تکیه دارد مقاله فاکتورینگ اخیر توسط Peter Schnorr نوشته شده است، جایی که الگوریتم آن با بیت های کوچک به خوبی کار می کند، اما در اندازه های بزرگتر، بدون توضیح ملموس، از هم می پاشد. اشنایر نوشت: «بنابراین اگر این درست باشد که مقاله چینی به این تکنیک Schnorr وابسته است که مقیاس‌پذیر نیست، تکنیک‌های این مقاله چینی نیز مقیاس نمی‌شوند. 

«به طور کلی، شرط هوشمندانه روی کار نکردن تکنیک‌های جدید است. اما روزی این شرط بندی اشتباه خواهد بود."

کامپیوترهای کوانتومی همچنین توسط عوامل عملیاتی مانند اتلاف گرما و نیاز به یک زیرساخت خنک کننده پیچیده -273 درجه سانتیگراد (459.4- درجه فارنهایت) محدود می شوند. بنابراین، تعداد کیوبیت‌های اسمی مورد نیاز برای معکوس کردن الگوریتم‌های رمزنگاری احتمالاً بسیار بیشتر از برآوردهای نظری است.

اگرچه محققان هنوز این کار را انجام نداده‌اند، این روش می‌تواند از نظر تئوری با پروتکل‌های RSA-2048 مورد استفاده در فناوری اطلاعات مانند HTTPS، ایمیل، مرور وب، احراز هویت دو مرحله‌ای و غیره قابل تکرار باشد. ویتالیک بوترین، یکی از بنیان‌گذاران اتریوم، قبلا گفته بود. اهداف بلند مدت شامل مقاوم سازی کوانتومی بلاک چین است. از نظر تئوری، این شامل جدا کردن شبکه برای استفاده از یک الگوریتم رمزگذاری مرتبه بالاتر است که برای شکستن کیوبیت‌های بیشتری نیاز دارد.

جفری آلبوس سردبیر کوین تلگراف در این داستان مشارکت داشت.