قد تنتهك أجهزة الكمبيوتر الكمومية قريبًا تشفير blockchain: تقرير

وفقا لأحدث ورقة، ادعى باحثون صينيون أنهم اكتشفوا طريقة جديدة لكسر خوارزمية توقيع Rivest-Shamir-Adleman 2048 bit (RSA-2048) الموجودة في سلاسل الكتل وغيرها من بروتوكولات الأمان. RSA هي تقنية تشفير تستخدم مفتاحًا عامًا لتشفير المعلومات ومفتاحًا خاصًا لفك تشفيرها. 

يتطلب اختراق خوارزمية RSA-2048 ، على غرار الخوارزميات الأخرى في عائلة أرقام RSA ، إيجاد العوامل الأولية لعدد مكون من 617 رقمًا عشريًا و 2048 رقمًا ثنائيًا. خبراء تقدير أن الأمر سيستغرق أجهزة الكمبيوتر العادية 300 تريليون سنة لكسر مفتاح تشفير RSA-2048. ومع ذلك ، قال باحثون صينيون في ورقتهم إن التشفير يمكن عكسه باستخدام كمبيوتر كمي يحتوي على 372 كيوبت ، أو وحدة أساسية للمعلومات تعمل بمثابة وكيل لقوة الحساب.

وبالمقارنة ، فإن أحدث كمبيوتر كمومي من نوع IBM Osprey لديه قدرة معالجة تبلغ 433 كيوبت. في السابق ، حسب الخبراء أن تحليل RSA-2048 باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تستخدم طريقة التحليل الكمي المعروفة باسم خوارزمية Shor تطلب 13,436،XNUMX كيوبت. 

على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية التي تعمل على أساس ثنائي من 0 أو 1 ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية وحدات البت الكمومية التي يمكن أن تأخذ حالات لا نهائية عند درجات حرارة -273 درجة مئوية (-459.4 درجة فهرنهايت) ، ويتم تحقيقها باستخدام مبردات الغاز السائل. وبالتالي ، فإن الكمبيوتر الكمومي قادر على تحديد جميع الحلول الممكنة لمشكلة التشفير ومحاولة حلها جميعًا مرة واحدة ، مما يزيد من الكفاءة على نطاق فلكي.

وفقًا لمصمم التشفير الأمريكي بروس شناير ، يبدو أن الباحثين الصينيين لديهم الجمع بين "تقنيات العوملة التقليدية للحد من الشبكة باستخدام خوارزمية تحسين تقريبية كمومية" والتي نجحت في تحليل أرقام 48 بت باستخدام كمبيوتر كمي بسعة 10 كيلوبت. وعلق شناير قائلاً: "بينما توجد دائمًا مشكلات محتملة عند زيادة حجم شيء كهذا بمعامل 50 ، فلا توجد حواجز واضحة". 

خبير الأمن روجر غرايمز وأضاف:

"من الواضح أن ما حدث هو رجل آخر أعلن سابقًا أنه قادر على كسر التشفير التقليدي غير المتماثل باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ... لكن المراجعين وجدوا عيبًا في خوارزميته واضطر هذا الرجل إلى التراجع عن ورقته البحثية. لكن هذا الفريق الصيني أدرك أن الخطوة التي قتلت كل شيء يمكن حلها بواسطة أجهزة كمبيوتر كمومية صغيرة. لذلك اختبروا ونجحت ".

حذر شناير أيضًا من أن الخوارزمية تعتمد على أ ورقة العوملة الحديثة من تأليف Peter Schnorr ، حيث تعمل الخوارزمية بشكل جيد مع أجزاء صغيرة ، لكنها تتفكك في أحجام أكبر ، دون تفسير ملموس. كتب شناير: "إذا كان صحيحًا أن الورقة الصينية تعتمد على تقنية شنور التي لا تتسع ، فإن التقنيات في هذه الورقة الصينية لن تتسع أيضًا". 

"بشكل عام ، الرهان الذكي هو أن التقنيات الجديدة لا تعمل. لكن في يوم من الأيام ، سيكون هذا الرهان خاطئًا ".

أجهزة الكمبيوتر الكمومية محدودة أيضًا بالعوامل التشغيلية مثل فقد الحرارة ومتطلبات البنية التحتية للتبريد المعقدة -273 درجة مئوية (-459.4 درجة فهرنهايت). وبالتالي ، من المحتمل أن يكون عدد البتات الاسمية المطلوبة لعكس خوارزميات التشفير أعلى بكثير من التقديرات النظرية.

على الرغم من أن الباحثين لم يفعلوا ذلك بعد ، فمن الممكن أن تكون المنهجية قابلة للتكرار نظريًا مع بروتوكولات RSA-2048 الأخرى المستخدمة في تكنولوجيا المعلومات ، مثل HTTPS والبريد الإلكتروني وتصفح الويب والمصادقة الثنائية وما إلى ذلك. تشمل الأهداف طويلة المدى جعل blockchain مقاومًا للكم. من الناحية النظرية ، ينطوي هذا على تشكيل الشبكة لاستخدام خوارزمية تشفير عالية المستوى تتطلب وحدات كيوبت أكبر لكسرها.

ساهم محرر كوينتيليغراف جيفري ألبوس في كتابة هذه القصة.