Komputery kwantowe mogą wkrótce złamać kryptografię blockchain: raport

Według niedawnego papierChińscy naukowcy twierdzili, że odkryli nową metodę łamania algorytmu podpisywania Rivest-Shamir-Adleman 2048 bit (RSA-2048) obecnego w łańcuchach bloków i innych protokołach bezpieczeństwa. RSA to technika kryptograficzna wykorzystująca klucz publiczny do szyfrowania informacji i klucz prywatny do ich odszyfrowania. 

Złamanie algorytmu RSA-2048 wymaga, podobnie jak innych algorytmów z rodziny liczb RSA, znalezienia czynników pierwszych liczby o 617 cyfrach dziesiętnych i 2048 cyfrach binarnych. Eksperci oszacowanie że złamanie klucza szyfrującego RSA-300 zajęłoby zwykłym komputerom 2048 bilionów lat. Jednak chińscy naukowcy stwierdzili w swoim artykule, że szyfrowanie można odwrócić za pomocą komputera kwantowego z 372 kubitami lub podstawową jednostką informacji działającą jako proxy dla mocy obliczeniowej.

Dla porównania, najnowszy komputer kwantowy IBM Osprey ma moc obliczeniową 433 kubitów. Wcześniej eksperci obliczyli, że faktoring RSA-2048 za pomocą komputerów kwantowych wykorzystujących metodę faktoringu kwantowego znaną jako algorytm Shora wymagać 13,436 XNUMX kubitów. 

W przeciwieństwie do klasycznych komputerów, które działają na podstawie binarnej 0 lub 1, komputery kwantowe wykorzystują bity kwantowe, które mogą przyjmować nieskończone stany w temperaturach -273°C (-459.4°F), osiąganych za pomocą płynnych gazów chłodzących. W ten sposób komputer kwantowy jest w stanie zmapować wszystkie możliwe rozwiązania problemu kryptograficznego i wypróbować je wszystkie naraz, zwiększając wydajność w skali astronomicznej.

Według amerykańskiego kryptografa Bruce'a Schneiera wydaje się, że chińscy badacze mają połączony „klasyczne techniki faktoryzacji redukcji sieci z kwantowym przybliżonym algorytmem optymalizacji”, które z powodzeniem rozłożyły liczby 48-bitowe przy użyciu 10-kubitowego komputera kwantowego. „I chociaż zawsze istnieją potencjalne problemy przy zwiększaniu czegoś takiego o współczynnik 50, nie ma oczywistych barier” – skomentował Schneier. 

eksperta ds. bezpieczeństwa Rogera Grimesa w dodatku:

„Najwyraźniej to, co się stało, to inny facet, który wcześniej ogłosił, że jest w stanie złamać tradycyjne szyfrowanie asymetryczne przy użyciu klasycznych komputerów… ale recenzenci znaleźli błąd w jego algorytmie i ten facet musiał wycofać swój artykuł. Ale ten chiński zespół zdał sobie sprawę, że krok, który zabił wszystko, można rozwiązać za pomocą małych komputerów kwantowych. Więc przetestowali i zadziałało”.

Schneier ostrzegł również, że algorytm opiera się na a ostatni dokument faktoringowy autorstwa Petera Schnorra, gdzie jego algorytm działa dobrze z małymi bitami, ale rozpada się przy większych rozmiarach, bez namacalnego wyjaśnienia. „Więc jeśli to prawda, że ​​chińska gazeta opiera się na tej technice Schnorra, która nie skaluje się, techniki w tej chińskiej gazecie też nie będą skalowane” – napisał Schneier. 

„Ogólnie rzecz biorąc, mądry zakład dotyczy tego, że nowe techniki nie działają. Ale pewnego dnia ten zakład okaże się błędny.

Komputery kwantowe są również ograniczone czynnikami operacyjnymi, takimi jak straty ciepła i wymagania złożonej infrastruktury chłodzącej do temperatury -273°C (-459.4°F). Zatem liczba nominalnych kubitów wymaganych do odwrócenia algorytmów kryptograficznych jest prawdopodobnie znacznie wyższa niż szacunki teoretyczne.

Chociaż naukowcy jeszcze tego nie zrobili, metodologię można teoretycznie powielić w innych protokołach RSA-2048 używanych w technologii informacyjnej, takich jak HTTPS, poczta e-mail, przeglądanie stron internetowych, uwierzytelnianie dwuskładnikowe itp. Współzałożyciel Ethereum, Vitalik Buterin, powiedział wcześniej, że jego długoterminowe cele obejmują uczynienie blockchain odpornym na kwant. Teoretycznie wymaga to rozwidlenia sieci w celu wykorzystania algorytmu szyfrowania wyższego rzędu, który do złamania wymagałby większej liczby kubitów.

Redaktor Cointelegraph, Jeffrey Albus, przyczynił się do powstania tej historii.