Üç hafta önce, araştırmacılar, en sonunda yaygın olarak kullanılan RSA şifreleme şemasının kuantum hesaplamayı kullanarak kırılmasını sağlayan bir atılım keşfettikten sonra, güvenlik dünyasının bazı köşelerini panik sardı.
Bilim adamları ve kriptograflar yirmi yıldır, Shor’un algoritması olarak bilinen bir çarpanlara ayırma yönteminin, yeterli kaynaklara sahip bir kuantum bilgisayarın RSA’yı kırmasını teorik olarak mümkün kıldığını biliyorlar. Bunun nedeni, bir RSA anahtarının güvenliğini destekleyen gizli asal sayıların, Shor’un algoritması kullanılarak kolayca hesaplanabilmesidir. Klasik hesaplamayı kullanarak aynı asal sayıları hesaplamak milyarlarca yıl alır.
Bu kıyamet günü senaryosunu engelleyen tek şey, Shor’un algoritmasının yeterli boyuttaki RSA anahtarlarını kırması için gereken muazzam miktardaki bilgi işlem kaynaklarıdır. Mevcut tahmin, 1.024 bitlik veya 2.048 bitlik bir RSA anahtarını kırmanın, geniş kaynaklara sahip bir kuantum bilgisayar gerektirdiği yönündedir. Spesifik olarak, bu kaynaklar yaklaşık 20 milyon kübittir ve bunların yaklaşık sekiz saati süperpozisyonda çalışır. (Bir kübit, klasik hesaplamadaki ikili bit’e benzeyen, kuantum hesaplamanın temel bir birimidir. Ancak klasik bir ikili bit, 0 veya 1 gibi yalnızca tek bir ikili değeri temsil edebilirken, bir kübit, birden fazla olası değerin üst üste binmesiyle temsil edilir. devletler.)
Çin’deki bir araştırma ekibi tarafından üç hafta önce yayınlanan makale, binlerce işlem adımı kullanarak çalıştırıldığında yalnızca 372 kübitlik bir kuantum sistemi kullanarak 2.048 bitlik bir RSA anahtarını kırabilecek bir çarpanlara ayırma yöntemi bulduğunu bildirdi. Bulgu, eğer doğruysa, RSA şifrelemesinin kuantum hesaplamaya düşüşünün çoğu insanın düşündüğünden çok daha erken gelebileceği anlamına gelirdi.
RSA’nın ölümü fazlasıyla abartılıyor
Salı günü Kaliforniya, Santa Clara’da düzenlenen Enigma 2023 Konferansında, bilgisayar bilimcisi ve güvenlik ve gizlilik uzmanı Simson Garfinkel, araştırmacılara RSA’nın ölümünün fazlasıyla abartıldığına dair güvence verdi. Şu an için, dedi, kuantum hesaplamanın çok az pratik uygulaması var, varsa bile.
2021 kitabının Chris Hoofnagle ile ortak yazarı Garfinkel, “Yakın vadede, kuantum bilgisayarlar bir şeye iyi geliyor, o da makalelerin prestijli dergilerde yayınlanması.” Kuantum Çağı İçin Hukuk ve Politika, izleyicilere anlattı. “Oldukça iyi oldukları, ancak daha ne kadar süreceğini bilmediğimiz ikinci şey, fon bulma konusunda oldukça iyi olmaları.”
Kuantum hesaplama, yararlı uygulamalar sağlayacak kadar gelişmiş hale geldiğinde bile, uygulamalar muhtemelen fizik ve kimyayı simüle etmeye ve klasik hesaplama ile iyi çalışmayan bilgisayar optimizasyonlarını gerçekleştirmeye yöneliktir. Garfinkel, öngörülebilir bir gelecekte yararlı uygulamaların yokluğunun, yapay zekanın nihayet harekete geçmesinden önceki çok sayıda yapay zeka kışına benzer bir “kuantum kışı” getirebileceğini söyledi.
Bu ayın başlarında yayınlanan makalenin sorunu, 1994 yılında geliştirilen Schnorr’un algoritmasına (Shor’un algoritmasıyla karıştırılmamalıdır) dayanmasıydı. Schnorr’un algoritması, matematiksel yapılar olan kafeslere dayalı klasik bir hesaplamadır. yapıcı kriptografi ve kriptanaliz. Schnorr’un algoritmasını tasarlayan yazarlar, bunun QAOA adı verilen buluşsal kuantum optimizasyon yönteminin kullanımını geliştirebileceğini söylediler.
Kısa bir süre içinde, bir dizi araştırmacı, Schnorr’un algoritmasında onu neredeyse çürüten ölümcül kusurlara dikkat çekti. Spesifik olarak, eleştirmenler, yazarların Schnorr’un algoritmasının klasik algoritmalarla elde edilen üstel sürenin aksine polinom süresine ulaştığına dair iddialarını destekleyen hiçbir kanıt olmadığını söylediler.
Üç hafta önceki araştırma makalesi, Shor’un algoritmasını göründüğü gibi alıyor gibiydi. Sözde QAOA kullanılarak geliştirildiğinde bile – şu anda desteklenmeyen bir şey – herhangi bir performans artışı sağlayıp sağlamadığı sorgulanabilir.
Austin’deki Texas Üniversitesi’nde bilgisayar bilimcisi ve Kuantum Direktörü Scott Aaronson, “Hepsine bakılırsa, bu 25 yıldır gördüğüm en aktif şekilde yanıltıcı kuantum hesaplama makalelerinden biri ve ben… çok gördüm” dedi. Bilgi Merkezi yazdı. “Bunu söylemiş olmakla birlikte, Shor’un algoritmasından bildiğimiz, tamsayıları çarpanlarına ayırmak için üstel kuantum hızının, hiçbirini içermeyen kuantum optimizasyon buluşsal yöntemlerine bir şekilde ‘sürünmesi’ gerektiği şeklindeki garip fikirle ilk kez karşılaşmıyorum. Shor’un algoritmasının gerçek içgörülerinden, sanki sempatik bir sihirle.
