قبل ثلاثة أسابيع ، اجتاح الذعر بعض أركان عالم الأمان بعد أن اكتشف الباحثون اختراقًا ، أخيرًا ، وضع تكسير نظام تشفير RSA المستخدم على نطاق واسع في متناول اليد باستخدام الحوسبة الكمومية.
لقد عرف العلماء وخبراء التشفير على مدى عقدين من الزمن أن طريقة التحليل المعروفة باسم خوارزمية شور تجعل من الممكن نظريًا لجهاز كمبيوتر كمي مع موارد كافية لكسر RSA. ذلك لأن الأعداد الأولية السرية التي تدعم أمان مفتاح RSA يسهل حسابها باستخدام خوارزمية Shor. يستغرق حساب نفس الأعداد الأولية باستخدام الحوسبة الكلاسيكية مليارات السنين.
الشيء الوحيد الذي يعيق سيناريو يوم القيامة هذا هو الكم الهائل من موارد الحوسبة المطلوبة لخوارزمية Shore لكسر مفاتيح RSA ذات الحجم الكافي. التقدير الحالي هو أن كسر مفتاح RSA 1.024 بت أو 2048 بت يتطلب جهاز كمبيوتر كمي بموارد هائلة. على وجه التحديد ، تبلغ هذه الموارد حوالي 20 مليون كيوبت وحوالي ثماني ساعات منها تعمل في حالة تراكب. (الكيوبت هي وحدة أساسية للحوسبة الكمومية ، وهي مماثلة للبت الثنائي في الحوسبة الكلاسيكية. ولكن في حين أن البت الثنائي الكلاسيكي يمكن أن يمثل قيمة ثنائية واحدة فقط مثل 0 أو 1 ، فإن الكيوبت يمثله تراكب متعدد ممكن تنص على.)
نشرت الورقة البحثية قبل ثلاثة أسابيع من قبل فريق من الباحثين في الصين ، وأفادت بإيجاد طريقة عامل يمكن أن تكسر 2048 بت مفتاح RSA باستخدام نظام كمي مع 372 كيوبت فقط عند تشغيله باستخدام آلاف خطوات التشغيل. هذا الاكتشاف ، إذا كان صحيحًا ، سيعني أن سقوط تشفير RSA في الحوسبة الكمومية يمكن أن يأتي في وقت أقرب بكثير مما يعتقده معظم الناس.
إن زوال RSA مبالغ فيه إلى حد كبير
في مؤتمر Enigma 2023 في سانتا كلارا ، كاليفورنيا ، يوم الثلاثاء ، أكد عالم الكمبيوتر وخبير الأمان والخصوصية سيمسون جارفينكل للباحثين أن زوال RSA كان مبالغًا فيه إلى حد كبير. في الوقت الحالي ، قال ، الحوسبة الكمومية لها القليل من التطبيقات العملية ، إن وجدت.
“على المدى القريب ، تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية جيدة لشيء واحد ، وهو نشر الأوراق البحثية في مجلات مرموقة” ، هذا ما قاله غارفينكل ، مؤلف مشارك مع كريس هوفناجل من كتاب عام 2021. القانون والسياسة لعصر الكم، قال للجمهور. “الشيء الثاني الذي يجيدونه بشكل معقول ، لكننا لا نعرف إلى متى ، هو أنهم جيدون بشكل معقول في الحصول على التمويل.”
حتى عندما تصبح الحوسبة الكمومية متقدمة بما يكفي لتوفير تطبيقات مفيدة ، فمن المحتمل أن تكون التطبيقات لمحاكاة الفيزياء والكيمياء ، وإجراء تحسينات الكمبيوتر التي لا تعمل بشكل جيد مع الحوسبة الكلاسيكية. قال جارفينكل إن ندرة التطبيقات المفيدة في المستقبل المنظور قد تؤدي إلى “شتاء كمي” ، على غرار الجولات المتعددة من فصول الشتاء للذكاء الاصطناعي قبل انطلاق الذكاء الاصطناعي أخيرًا.
كانت مشكلة الورقة البحثية التي نُشرت في وقت سابق من هذا الشهر هي اعتمادها على خوارزمية شنور (يجب عدم الخلط بينها وبين خوارزمية شور) ، والتي تم تطويرها في عام 1994. خوارزمية شنور هي حساب كلاسيكي يعتمد على الشبكات ، وهي هياكل رياضية لها العديد من التطبيقات في التشفير البناء وتحليل الشفرات. قال المؤلفون الذين ابتكروا خوارزمية شنور إنها يمكن أن تعزز استخدام طريقة التحسين الكمي الاسترشادية المسماة QAOA.
في غضون فترة قصيرة ، أشار مجموعة من الباحثين إلى عيوب قاتلة في خوارزمية شنور التي كشفت عنها جميعًا. على وجه التحديد ، قال النقاد إنه لا يوجد دليل يدعم مزاعم المؤلفين بأن خوارزمية شنور تحقق وقتًا متعدد الحدود ، على عكس الوقت الأسي الذي تم تحقيقه باستخدام الخوارزميات الكلاسيكية.
يبدو أن الورقة البحثية منذ ثلاثة أسابيع تأخذ خوارزمية شور في ظاهرها. حتى عندما يُفترض أنه تم تحسينه باستخدام QAOA – وهو شيء لا يوجد دعم له حاليًا – فمن المشكوك فيه ما إذا كان يوفر أي تعزيز للأداء.
قال سكوت آرونسون ، عالم الكمبيوتر في جامعة تكساس في أوستن ومدير موقع Quantum مركز المعلومات ، كتب. “بعد قولي هذا ، هذه في الواقع ليست المرة الأولى التي أواجه فيها فكرة غريبة مفادها أن التسريع الكمي الأسي لتحليل الأعداد الصحيحة ، والتي نعرفها من خوارزمية شور ، يجب أن” تنفجر “بطريقة ما في استدلالات التحسين الكمي التي لا تجسد شيئًا من الرؤى الفعلية لخوارزمية شور ، كما لو كانت بواسطة سحر متعاطف “.
