کامپیوترهای کوانتومی به زودی رمزنگاری بلاک چین را خواهند شکست!

بر اساس مقاله اخیر، محققان چینی ادعا کردند که روش جدیدی برای شکستن الگوریتم امضای بیت Rivest-Shamir-Adleman 2048 (RSA-2048) موجود در بلاک چین و سایر پروتکل‌های امنیتی کشف کرده‌اند. RSA یک تکنیک رمزنگاری است که از یک کلید عمومی برای رمزگذاری اطلاعات و یک کلید خصوصی برای رمزگشایی آن استفاده می‌کند.

نقض الگوریتم RSA-2048، مانند سایر الگوریتم‌های خانواده اعداد RSA، مستلزم یافتن فاکتورهای اول یک عدد با 617 رقم اعشاری و 2048 رقم باینری است. کارشناسان تخمین می‌زنند که شکستن کلید رمزگذاری RSA-2048 برای رایانه‌های معمولی 300 تریلیون سال طول می‌کشد. با این حال، محققان چینی در مقاله خود گفتند که رمزنگاری را می‌توان با یک کامپیوتر کوانتومی با 372 کیوبیت، رمزگشایی کرد.

در مقایسه، آخرین کامپیوتر کوانتومی IBM Osprey دارای ظرفیت پردازش 433 کیوبیت است. پیش از این، کارشناسان محاسبه کردند که فاکتورسازی RSA-2048 با کامپیوترهای کوانتومی که از روش فاکتورسازی کوانتومی معروف به الگوریتم Shor استفاده می‌کنند، به 13436 کیوبیت نیاز دارد.

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 حل‌های 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 می‌رسد محققان چینی تکنیک‌های فاکتورسازی کاهش شبکه کلاسیک را با یک الگوریتم بهینه سازی تقریبی کوانتومی ترکیب کرده‌اند که با موفقیت اعداد 48 بیتی را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی 10 کیوبیتی فاکتور می‌کند.

راجر گرایمز کارشناس امنیتی افزود:

ظاهرا اتفاقی که افتاده، مرد دیگری بوده است که قبلا اعلام کرده بود که می‌تواند رمزگذاری نامتقارن سنتی را با استفاده از رایانه‌های کلاسیک بشکند… اما آن‌ها 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، می‌تواند توسط کامپیوترهای کوانتومی کوچک حل شود. بنابراین آنها آزمایش کردند و حالا کار می‌کند.

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

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