Kvantdatorer kan snart bryta mot blockchain-kryptografi: Rapport

Enligt en färsk papperkinesiska forskare påstod sig ha upptäckt en ny metod för att bryta Rivest-Shamir-Adleman 2048-bitars (RSA-2048) signeringsalgoritm som finns i blockkedjor och andra säkerhetsprotokoll. RSA är en kryptografisk teknik som använder en offentlig nyckel för att kryptera information och en privat nyckel för att dekryptera den. 

Att bryta mot RSA-2048-algoritmen kräver, i likhet med andra algoritmer i RSA-nummerfamiljen, att hitta primtalsfaktorerna för ett tal med 617 decimalsiffror och 2048 binära siffror. Experter uppskatta att det skulle ta vanliga datorer 300 biljoner år att bryta en RSA-2048-krypteringsnyckel. Kinesiska forskare sa dock i sin uppsats att krypteringen kan inverseras med en kvantdator med 372 qubits, eller en grundläggande enhet av information som fungerar som en proxy för beräkningskraft.

Som jämförelse har den senaste IBM Osprey-kvantdatorn en bearbetningskapacitet på 433 qubits. Tidigare har experter beräknat att faktorisering av RSA-2048 med kvantdatorer som använder en kvantfaktoreringsmetod känd som Shors algoritm skulle kräver 13,436 XNUMX qubits. 

Till skillnad från klassiska datorer som arbetar på en binär basis av 0 eller 1, använder kvantdatorer kvantbitar som kan anta oändliga tillstånd vid temperaturer på -273°C (-459.4°F), som uppnås genom att använda flytande gaskylmedel. Således kan kvantdatorn kartlägga alla möjliga lösningar på ett kryptografiskt problem och försöka dem alla på en gång, vilket ökar effektiviteten i astronomisk skala.

Enligt den amerikanske kryptografen Bruce Schneier verkar kinesiska forskare ha kombinerad "klassiska gallerreduktionsfaktoreringstekniker med en ungefärlig kvantoptimeringsalgoritm" som framgångsrikt faktoriserade 48-bitars tal med hjälp av en 10-qubit kvantdator. "Och även om det alltid finns potentiella problem när man skalar upp något sådant här med en faktor 50, så finns det inga uppenbara hinder," kommenterade Schneier. 

Säkerhetsexperten Roger Grimes lagt till:

"Det som uppenbarligen hände är en annan kille som tidigare hade meddelat att han kunde bryta traditionell asymmetrisk kryptering med klassiska datorer ... men granskare fann ett fel i hans algoritm och den killen var tvungen att dra tillbaka sitt papper. Men detta kinesiska team insåg att steget som dödade det hela kunde lösas av små kvantdatorer. Så de testade och det fungerade.”

Schneier varnade också för att algoritmen förlitar sig på en nya factoringpapper författad av Peter Schnorr, där dess algoritm fungerar bra med små bitar, men faller isär vid större storlekar, utan någon påtaglig förklaring. "Så om det är sant att det kinesiska papperet beror på den här Schnorr-tekniken som inte skalas, kommer teknikerna i denna kinesiska tidning inte heller att skalas," skrev Schneier. 

"I allmänhet är den smarta satsningen på att de nya teknikerna inte fungerar. Men någon gång kommer den satsningen att bli fel.”

Kvantdatorer begränsas också av driftsfaktorer som värmeförlust och kravet på en komplex kylinfrastruktur på -273°C (-459.4°F). Således är antalet nominella qubits som krävs för att invertera kryptografiska algoritmer sannolikt mycket högre än teoretiska uppskattningar.

Även om forskare ännu inte har gjort det, kan metodiken teoretiskt replikeras till andra RSA-2048-protokoll som används inom informationsteknologi, såsom HTTPS, e-post, webbsurfning, tvåfaktorsautentisering, etc. Ethereums medgrundare Vitalik Buterin har tidigare sagt att hans långsiktiga mål inkluderar att göra blockkedjan kvantresistent. Teoretiskt innebär detta att nätverket splittras för att använda en krypteringsalgoritm av högre ordning som skulle kräva större qubits för att bryta.

Cointelegraph redaktör Jeffrey Albus bidrog till denna berättelse.