برآورد تازه برای شکستن RSA-2048 با رایانه کوانتومی در ۳٫۱۴ روز
- مجموعه: اخبار تکنولوژی
به گزارش دیجیاتو، پژوهشگران شرکت Alice & Bob در یک پیش‌چاپ محاسبه کرده‌اند که رایانه‌ای با ۲۲٬۵۹۳ کیوبیت گربه‌ای ابررسانا ممکن است کلید RSA-2048 را در ۳٫۱۴ روز تجزیه کند. RSA-2048 از روش‌های رمزنگاری کلید عمومی است و در بخش‌هایی از ارتباطات اینترنتی و زیرساخت تراکنش‌های بانکی به کار می‌رود. برآورد تازه زمان لازم برای یک رایانه فرضی را بیان می‌کند و نتیجه آزمایش روی چنین دستگاهی نیست.
در RSA، دشواری پیدا کردن دو عدد اولی که حاصل‌ضربشان داده شده، یکی از پایه‌های امنیت است. عددی که از ضرب به دست می‌آید می‌تواند تا ۶۱۷ رقم ده‌دهی داشته باشد. پیتر شور در ۱۹۹۴ الگوریتمی کوانتومی معرفی کرد که این نوع تجزیه را از نظر نظری بسیار سریع‌تر از روش‌های شناخته‌شده کلاسیک انجام می‌دهد. پژوهش تازه منابع لازم برای اجرای همان الگوریتم را در معماری خاصی محاسبه می‌کند.
ویژگی کیوبیت‌های گربه‌ای
کیوبیت گربه‌ای با استفاده از حالت‌های فوتون‌های محبوس در یک حفره فلزی کوچک ساخته می‌شود و یکی از معماری‌های جایگزین کیوبیت ترانسمون است. در این معماری می‌توان خطای تغییر مقدار صفر به یک یا برعکس، یعنی وارونگی بیت، را به‌صورت نمایی کاهش داد. در عوض احتمال خطای وارونگی فاز به‌صورت خطی افزایش پیدا می‌کند. وارونگی فاز به تغییر فاز حالت کوانتومی مربوط است و لزوماً مقدار صفر یا یک را عوض نمی‌کند. این تفاوت در الگوی خطا، بر تعداد کیوبیت‌های مورد نیاز برای تصحیح خطا اثر می‌گذارد.
برآورد زمان برای RSA و رمزنگاری منحنی بیضوی
طبق محاسبات پژوهش، اتصال ۱۰ رایانه کوانتومی و استفاده از مجموع ۶۱۰٬۵۳۰ کیوبیت گربه‌ای می‌تواند زمان تجزیه RSA-2048 را به ۱٫۲۵ ساعت کاهش دهد. پژوهشگران رمزنگاری منحنی بیضوی را نیز بررسی کردند. این روش از جمله در حفاظت از مالکیت بیت‌کوین کاربرد دارد. برآورد آنان برای حمله به نمونه بررسی‌شده از این روش، ۲۹٬۵۸۸ کیوبیت گربه‌ای و ۶۱٫۸ دقیقه است.
این زمان‌ها به فرض‌های مقاله درباره نوع سخت‌افزار، تصحیح خطا و امکان اتصال سامانه‌ها وابسته‌اند. دستگاهی با حدود ۲۳ هزار کیوبیت از نوع مورد نیاز این پژوهش هنوز ساخته نشده است. کنترل دما، پایداری کیوبیت‌ها، توسعه سامانه در مقیاس بزرگ‌تر و اتصال تراشه‌ها از موانع عملی‌اند. مقاله در آرشیو Cryptology ePrint در دسترس است و هنوز همتاداوری نشده است.
در مقایسه سناریوهای مقاله، کاهش زمان محاسبه به سخت‌افزار بیشتر وابسته است. برآورد سه‌روزه برای یک سامانه با ۲۲٬۵۹۳ کیوبیت ارائه شده، اما برآورد ۱٫۲۵ ساعته به ده سامانه متصل و مجموع بسیار بیشتری کیوبیت نیاز دارد. عدد ۶۱٫۸ دقیقه نیز برای مسئله جداگانه رمزنگاری منحنی بیضوی است. این تفاوت‌ها مهم‌اند، زیرا زمان به تنهایی نشان نمی‌دهد اجرای محاسبه چقدر سخت‌افزار می‌خواهد. همچنین کیوبیت فیزیکی باید به نحوی کنترل شود که خطاهای ایجادشده در طول محاسبه، پاسخ نهایی را نامعتبر نکنند. پژوهش برای نشان دادن امکان نظری یک معماری مشخص طراحی شده است. تحقق آن به حل هم‌زمان مسئله افزایش مقیاس و کنترل خطا وابسته است.
