Η Κίνα έσπασε το κβαντικό φράγμα;

Ο απόλυτος εφιάλτης για τους ειδικούς στον τομέα της κυβερνοασφάλειας είναι κάποιος που χρησιμοποιεί ένα κβάντο για να παραγοντοποιήσει τους μεγάλους αριθμούς που αποτελούν τη βάση των υπαρχόντων συστημάτων κρυπτογράφησης μας, από τράπεζες και χρηματοπιστωτικές αγορές έως ασφαλή πρόσβαση σε βάσεις δεδομένων σε όλο τον κόσμο.

Σε αντίθεση με τα συμβατικά hacks, μια τέτοια επίθεση θα ήταν κρυφή και ουσιαστικά μη ανιχνεύσιμη, ενώ η διάρρηξη ενός συστήματος κρυπτογράφησης σημαίνει ουσιαστικά σπάσιμο όλων ταυτόχρονα.

Σημαίνει να ξυπνάς σε έναν κόσμο όπου κάθε μυστικό και κάθε κομμάτι ευαίσθητων δεδομένων, βρίσκεται εκτεθειμένο στους πιο θανατηφόρους εχθρούς της Αμερικής.

Αυτό είναι το σενάριο που στοιχειώνει τις προσπάθειες της ομοσπονδιακής κυβέρνησης το 2022 να πείσει όλες τις ομοσπονδιακές υπηρεσίες να αναπτύξουν ένα χρονοδιάγραμμα για το πότε θα είναι κβαντικά ασφαλείς. Εν τω μεταξύ, στο QAIQAI
Έχουμε συνεργαστεί με την Oxford Economics για τη δημοσίευση δύο οικονομετρικές εκθέσεις σχετικά με τις καταστροφικές ζημιές που θα προκαλούσε μια τέτοια επίθεση στο εθνικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας· για την αγορά κρυπτονομισμάτων· και μια νέα έκθεση σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις στην

Federal Reserve.

Το επείγον ερώτημα ήταν, πόσο σύντομα οι κβαντικοί υπολογιστές θα είναι ικανοί για μια τέτοια επίθεση - όπως λέει η ορολογία, πότε θα γίνει πραγματικότητα ένας «κβαντικός υπολογιστής με κρυπτογραφική σημασία». Λόγω των μεγάλων μηχανικών προκλήσεων της ευθυγράμμισης αρκετά «μπλεγμένων», δηλαδή ταυτόχρονης εργασίας, κβαντικών δυαδικών ψηφίων για να γίνει η βαριά ανύψωση της παραγοντοποίησης, οι σκεπτικιστές επιμένουν ότι ένα τέτοιο γεγονός βρίσκεται κάπου μακριά στο μέλλον, αν ποτέ.

Τώρα Κινέζοι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι έχουν ανοίξει το δρόμο προς αυτό το μέλλον. Περίπου.

Σε ένα νέο έγγραφο, Κινέζοι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι έχουν επινοήσει έναν αλγόριθμο που θα μπορούσε να σπάσει ένα πολύ σκληρό παξιμάδι κρυπτογράφησης, δηλαδή 2048-bit RSA, χρησιμοποιώντας έναν κβαντικό υπολογιστή 372-qubit. Ο αλγόριθμός τους ξεπερνά αυτόν που συντάχθηκε από τον Peter Shor τη δεκαετία του 1990, ο οποίος είναι η θεωρητική βάση της ικανότητας αποκρυπτογράφησης του κβαντικού υπολογισμού, χρησιμοποιώντας έναν ακόμη αλγόριθμο που αναπτύχθηκε από τον Γερμανό μαθηματικό Claus-Peter Schnorr, ο οποίος το 2022 δήλωσε ότι ήταν δυνατός ο παραγοντισμός μεγάλων αριθμών. αποτελεσματικά από τον αλγόριθμο του Shor—τόσο αποτελεσματικά θα μπορούσατε να σπάσετε τον κώδικα RSA ακόμη και με έναν κλασικό υπολογιστή.

Οι Κινέζοι λένε ότι έχουν αποδείξει ότι είναι δυνατή η αποκρυπτογράφηση RSA 2048-bit, χρησιμοποιώντας έναν κλασικό υπολογιστή με μόνο 10 μπερδεμένα qubits. Αυτό δεν είναι άθλιο δεδομένου του γεγονότος ότι είπαν άλλοι ειδικοί Το cracking 2048 RSA δεν θα μπορούσε να γίνει με λιγότερα από 20 εκατομμύρια qubits, αν μπορεί να γίνει καθόλου.

Η κινεζική ομάδα επιμένει ότι έσπασε 48-bit RSA χρησιμοποιώντας ένα υβριδικό σύστημα 10-qubit κβαντικού υπολογιστή που βασίζεται σε υπολογιστή και θα μπορούσε να κάνει το ίδιο για τα 2048-bit αν είχαν πρόσβαση σε έναν κβαντικό υπολογιστή με τουλάχιστον 372 qubits. Αυτό είναι σχεδόν σε κοντινή απόσταση από τους σημερινούς κβαντικούς υπολογιστές. Για παράδειγμα, της IBMIBM
πρόσφατα ανακοινώθηκε Το Osprey διαθέτει 433 qubits.

Εάν αυτοί οι ισχυρισμοί είναι αληθινοί, τότε ένας κβαντικός υπολογιστής που σπάει κώδικα βρίσκεται ακριβώς στην τεχνολογική γωνία. Αλλά η έκθεση έχει προκαλέσει πολλές αμφιβολίες, ορισμένοι μάλιστα την χαρακτηρίζουν φάρσα.

Οι επικριτές δικαίως είναι δύσπιστοι ότι η διαδικασία που περιγράφεται από τον αλγόριθμο του Schnorr είναι πραγματικά επεκτάσιμη, όπως υποστηρίζει η έκθεση. Η κινεζική ομάδα μάλιστα παραδέχεται ότι «η κβαντική επιτάχυνση του αλγόριθμου είναι ασαφής λόγω της διφορούμενης σύγκλισης του QAOA», η οποία είναι η κβαντική υπορουτίνα που χρησιμοποιείται για την επίλυση του παζλ των πρώτων αριθμών και το σπάσιμο του RSA. Αυτό υποδηλώνει ότι δεν ξέρουν αν ο αλγόριθμός τους θα λειτουργήσει όταν δοκιμάζεται με μεγαλύτερο αριθμό qubits σε έναν γνήσιο υπολογιστή.

Είναι λίγο σαν κάποιος που ισχυρίζεται ότι βρήκε έναν τρόπο να προσγειώσει ένα διαστημόπλοιο στο φεγγάρι επειδή έφτιαξε έναν πύραυλο στην αυλή του σπιτιού του που πήδηξε τον φράχτη στην αυλή του γείτονά του.

Παρόλα αυτά, μπορεί να εκτίμησε λάθος την απόσταση, αλλά έχει τα κατάλληλα εργαλεία στα χέρια του.

Υπό αυτή την έννοια, αυτό που έχουν κάνει οι Κινέζοι είναι κατευθυντικά σημαντικό. Εμβαθύνοντας στην εργασία, βλέπουμε ότι τα αποτελέσματά τους προέκυψαν χρησιμοποιώντας ένα υβριδικό σύστημα, δηλαδή ένα που συνδυάζει κλασικά και κβαντικά στοιχεία για τους υπολογισμούς του. Ένα τέτοιο σύστημα έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν στην κινεζική κβαντική έρευνα για τη διάρρηξη κωδικών, την οποία ανέπτυξα σε προηγούμενη στήλη.

Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να έχετε έναν μονολιθικό, μεγάλης κλίμακας κβαντικό υπολογιστή για να κάνετε αποκρυπτογράφηση—τη θεωρητικά χωρίς σφάλματα κβαντική μηχανή που μπορεί να είναι τελικά έτοιμη μέχρι το 2040. Με τα υβριδικά εργαλεία, μπορείτε να αρχίσετε να εργάζεστε στη διαδικασία αυτή τη στιγμή. στην εποχή των σημερινών «θορυβωδών» κβαντικών υπολογιστών που είναι επιρρεπείς σε σφάλματα.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η κυβέρνηση Μπάιντεν είχε δίκιο που εξέδωσε εκτελεστικά διατάγματα όπως Μνημόνιο Εθνικής Ασφάλειας 10 να πιέσουν τις υπηρεσίες να υιοθετήσουν κβαντικά ασφαλή πρότυπα νωρίτερα παρά αργότερα, ενώ το Κογκρέσο έχει εγκρίνει το Quantum Cybersecurity Preparedness Act, χορηγήθηκε για πρώτη φορά από τον βουλευτή της Καλιφόρνια Ro Khanna. Ταυτόχρονα, η κυβέρνησή μας πρέπει να επιταχύνει τις προσπάθειές της στον αγώνα δρόμου προς την κβαντική αποκρυπτογράφηση, όχι μόνο μέσω του κβαντικού αλλά και μέσω της υβριδικής οδού.

Εν τω μεταξύ, ιδιωτικές εταιρείες και ιδρύματα πρέπει να επιταχύνουν τη δική τους υιοθέτηση λύσεων ασφαλών για κβαντική άποψη, για το μέλλον των δεδομένων και των δικτύων τους.

Επειδή το χρονοδιάγραμμα για την Q-Day γίνεται λίγο μικρότερο κάθε φορά.