آیا چین سد کوانتومی را شکست؟

کابوس نهایی برای کارشناسان امنیت سایبری این است که کسی از یک کوانتوم برای فاکتورسازی اعداد زیادی که زیربنای سیستم‌های رمزگذاری موجود ما هستند، از بانک‌ها و بازارهای مالی گرفته تا دسترسی ایمن به پایگاه‌های اطلاعاتی در سراسر جهان، استفاده می‌کند.

برخلاف هک‌های معمولی، چنین حمله‌ای مخفیانه و عملاً غیرقابل شناسایی است، در حالی که شکستن یک سیستم رمزگذاری اساساً به معنای شکستن همه آنها به طور همزمان است.

این به معنای بیدار شدن در دنیایی است که در آن هر راز و هر ذره ای از داده های حساس در معرض مرگبارترین دشمنان آمریکا قرار دارد.

این سناریویی است که تلاش‌های دولت فدرال در سال 2022 را تحت تأثیر قرار می‌دهد تا همه آژانس‌های فدرال را وادار به ایجاد جدول زمانی برای اینکه چه زمانی از نظر کوانتومی ایمن هستند، ایجاد کنند. در همین حال، در QAIQAI
ما برای انتشار با Oxford Economics همکاری کرده ایم دو گزارش اقتصاد سنجی در مورد آسیب فاجعه باری که چنین حمله ای برای شبکه برق ملی ایجاد می کند. برای بازار ارزهای دیجیتال؛ و یک گزارش جدید در مورد تأثیر احتمالی بر

فدرال رزرو

سوال فوری این بوده است که کامپیوترهای کوانتومی چقدر زود قادر به چنین حمله ای خواهند بود - همانطور که اصطلاحات اصطلاحی دارند، چه زمانی یک "کامپیوتر کوانتومی مرتبط با رمزنگاری" به واقعیت تبدیل خواهد شد. به دلیل چالش‌های مهندسی بزرگ در صف‌بندی بیت‌های کوانتومی «درهم‌تنیده»، یعنی کار همزمان بیت‌های کوانتومی برای بالا بردن فاکتورسازی سنگین، شکاکان اصرار دارند که چنین رویدادی در آینده‌ای دورتر از آن قرار دارد.

اکنون دانشمندان چینی ادعا می کنند که راه را برای آینده باز کرده اند. به نوعی

در یک مقاله جدیددانشمندان چینی ادعا می‌کنند که الگوریتمی ابداع کرده‌اند که می‌تواند یک مهره رمزگذاری بسیار سخت، یعنی RSA 2048 بیتی را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی 372 کیوبیت شکست دهد. الگوریتم آنها با استفاده از الگوریتم دیگری که توسط ریاضیدان آلمانی کلاوس-پیتر شنور توسعه داده شد، که در سال 1990 اعلام کرد امکان فاکتورگیری اعداد بزرگ بیشتر وجود دارد، فراتر از الگوریتمی است که توسط پیتر شور در سال 2022 ایجاد شد، که مبنای نظری قابلیت رمزگشایی محاسبات کوانتومی است. کارآمدتر از الگوریتم Shor—بسیار کارآمد می‌توانید کد RSA را حتی با یک کامپیوتر کلاسیک شکسته‌اید.

چینی ها می گویند که با استفاده از یک کامپیوتر کلاسیک با تنها 2048 کیوبیت درهم، ثابت کرده اند که رمزگشایی RSA 10 بیتی امکان پذیر است. با توجه به این واقعیت که این شاهکار معنایی نیست کارشناسان دیگر گفتند کرک 2048 RSA را نمی توان با کمتر از 20 میلیون کیوبیت انجام داد، در صورتی که اصلاً قابل انجام باشد.

تیم چینی اصرار دارند که RSA 48 بیتی را با استفاده از یک سیستم هیبریدی مبتنی بر کامپیوتر کوانتومی 10 کیوبیتی کرک کرده اند و اگر به یک کامپیوتر کوانتومی با حداقل 2048 کیوبیت دسترسی داشته باشند، می توانند همین کار را برای 372 بیت انجام دهند. این تقریباً در دسترس کامپیوترهای کوانتومی امروزی است. مثلا IBMآی بی ام
تازه اعلام شده Osprey دارای 433 کیوبیت است.

اگر این ادعاها درست باشد، پس یک کامپیوتر کوانتومی کدشکن درست در گوشه و کنار فناوری قرار دارد. اما این گزارش شک و تردیدهای زیادی را برانگیخته است، حتی برخی آن را فریب می‌دانند.

منتقدان به درستی شک دارند که فرآیند توصیف شده توسط الگوریتم Schnorr واقعاً مقیاس پذیر است، همانطور که گزارش ادعا می کند. تیم چینی حتی اذعان می‌کند که «افزایش سرعت کوانتومی الگوریتم به دلیل هم‌گرایی مبهم QAOA، نامشخص است»، که زیرروال کوانتومی مورد استفاده برای حل پازل اعداد اول و شکستن RSA است. این نشان می‌دهد که آن‌ها نمی‌دانند که آیا الگوریتم آنها زمانی که با تعداد بیشتری کیوبیت در یک کامپیوتر واقعی امتحان شود، کار می‌کند یا خیر.

کمی شبیه کسی است که ادعا می کند راهی برای فرود سفینه فضایی روی ماه پیدا کرده است، زیرا موشکی در حیاط خلوت خود ساخته است که از حصار به حیاط همسایه اش پریده است.

با این حال، او ممکن است فاصله را اشتباه ارزیابی کرده باشد، اما ابزار مناسبی در دست دارد.

از این نظر، کاری که چینی‌ها انجام داده‌اند از نظر جهت‌گیری قابل توجه است. با کاوش عمیق تر در مقاله، می بینیم که نتایج آنها با استفاده از یک سیستم ترکیبی به دست آمده است، یعنی سیستمی که عناصر کلاسیک و کوانتومی را برای محاسبات خود ترکیب می کند. چنین سیستمی قبلاً در تحقیقات رمز شکن کوانتومی چینی استفاده شده است که من مشخصات آن را معرفی کردم در ستون قبلی.

این بدان معناست که برای انجام رمزگشایی نیازی به یک کامپیوتر کوانتومی یکپارچه و در مقیاس بزرگ ندارید - ماشین کوانتومی از لحاظ نظری بدون خطا که ممکن است در نهایت تا سال 2040 آماده شود. در عصر کامپیوترهای کوانتومی "نویزدار" مستعد خطا امروز.

به همین دلیل است که دولت بایدن حق داشته است که دستورات اجرایی را صادر کند تفاهم نامه امنیت ملی 10 برای تحت فشار قرار دادن آژانس ها به اتخاذ استانداردهای کوانتومی ایمن زودتر و نه دیر، در حالی که کنگره تصویب کرده است قانون آمادگی کوانتومی امنیت سایبری، اولین بار توسط Ro Khanna عضو کنگره کالیفرنیا حمایت شد. در عین حال، دولت ما باید تلاش‌های خود را در مسابقه رمزگشایی کوانتومی، نه تنها از طریق کوانتوم، بلکه از طریق مسیر ترکیبی، سرعت بخشد.

در همین حال، شرکت‌ها و مؤسسات خصوصی باید برای آینده داده‌ها و شبکه‌های خود، پذیرش راه‌حل‌های کوانتومی ایمن را تسریع بخشند.

زیرا جدول زمانی Q-Day هر بار کمی کوتاهتر می شود.