چگونه محاسبات کوانتومی امنیت اینترنت را تهدید می نمایند؟ - تور گرجستان ارزان

به گزارش خبرنگاران به نقل از ال پائیس، دشواری رمزگشایی این کلید ها به فاکتورسازی بستگی دارد تجزیه یک عبارت جبری در قالب یک محصول. یعنی: شش برابر است با سه ضربدر دو. با این وجود، اگر عدد داده شده از تعداد نسبتا کمی از ارقام تجاوز کند این عملیات ساده بسیار پیچیده خواهد شد.

به این عدد نگاه کنید: 261980999226229. این عبارت جبری به وسیله یک رایانه کوانتومی در آزمایشی به وسیله دانشمندان چینی فاکتور گرفته شده است. این مطالعه آنالیز نشده که در ArXiv یک آرشیو آنلاین که به وسیله دانشگاه کرنل اداره می گردد منتشر شده آسیب پذیری سیستم رمزگذاری و در نتیجه آسیب پذیری کل جامعه دیجیتال ما را آشکار ساخته است. محاسبات کوانتومی برای روش های رمز گذاری که امروزه استفاده می کنیم به خوبی شناخته شده است. پیتر شور ریاضیدان موسسه ام آی تی در سال 1994 میلادی نشان داد که یک رایانه کوانتومی می تواند مسئله فاکتور سازی را به طور موثر حل نماید.

این نظری منحصر بفرد نیست. در مقاله ای که به وسیله مرکز امنیت سایبری ملی بریتانیا در سال 2020 میلادی منتشر شده بود این موضوع مورد تایید نهاده شد که رایانه های کوانتومی تهدید جدی را برای امنیت رمزنگاری در بلند مدت ایجاد می نمایند.

موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده (NIST) هفت سال در پی الگوریتم های امنیتی مقاوم در برابر محاسبات کوانتومی بوده است. بیشتر پژوهشگران بر این باورند که برای امکان پذیر بودن تهدید کوانتومی توسعه بیش تر این علم نوپا هنوز ضروری به نظر می رسد.

الگوریتم شور فرمول رمزگشایی سیستم های فعلی به نام Rivest-Shamir-Adleman (یا RSA) و بر اساس اعداد اول بزرگ به یک رایانه کوانتومی قوی، بدون خطا و میلیون ها کیوبیت (واحد های پایه اطلاعات در یک رایانه کوانتومی) احتیاج دارد. آخرین مورد رونمایی شده در این عرصه پردازنده IBM Osprey بوده که تنها 433 کیوبیت دارد.

گوئیلو لانگ فیزیکدان دانشگاه تسینگ هوا در چین در نشریه نیچر اذعان می نماید که افزایش تعداد کیوبیت ها بدون کاهش نرخ خطا امری کافی نیست.

ما فکر می کنیم که رمزنگاری امروز ایمن است، زیرا در حال حاضر ما یک الگوریتم فاکتورسازی کارآمد در اختیار نداریم. بشریت از زمان یونان باستان در کوشش برای یافتن آن بوده است، اما ممکن است فردا یک ریاضیدان بسیار باهوش این الگوریتم را پیدا کند و همه چیز را خراب کند. این ریاضیدان باهوش می تواند یک رایانه کوانتومی باشد. دنیای رمزگذاری امروزی ممکن است به محض آن که این مورد توسعه یابد با آسیب پذیری روبرو گردد.

امنیت زودگذری که امکان حفظ جامعه دیجیتال را فراهم کرده اکنون به وسیله تیمی به سرپرستی بائو یانگ از دانشگاه شانگ های جیائوتونگ پس از آن که آنان یک کلید 48 بیتی را با یک رایانه تنها 19 کیلوبیتی فاکتور کردند زیر سوال رفته است. آن گروه چینی اشاره نمود که با 372 کیوبیت الگوریتم فاکتورسازی پیشرفته می تواند کلید RSA بیش از 600 رقمی را بشکند.

با این وجود، به نظر می رسد مشکل حل شده چشمگیر نیست، زیرا می توان آن را با رایانه های کلاسیک انجام داد. یک فیزیکدان اسپانیایی با اشاره به این که انتظار برای شکستن کلید RSA متشکل از 600 رقم بیش از حد است می گوید: آنان چیزی را ثابت نکرده اند. آنان صرفا ثابت می نمایند که در این صورت کار کرده است و شاید در آینده نیز به کار خود ادامه دهد.

اسکات آرونسون متخصص محاسبات کوانتومی در دانشگاه تگزاس با این موضوع موافق است. او می گوید: این یکی از گمراه نماینده ترین مقالات درباره محاسبات کوانتومی است که در 25 سال اخیر مشاهده کرده ام. من مقالات زیادی را در این باره خوانده ام.

او با اشاره به کار تیم یانگ می گویند آنان الگوریتم شور پایبند نبوده اند و این کار خوبی بوده است. او می افزاید: چرا که می دانیم برای کار طبق الگوریتم شور به یک رایانه بسیار قدرتمند احتیاج داریم و یافتن جایگزین برای آن خوب است.

در هر صورت، مقاله چینی پیروز شده آسیب پذیری سیستم رمزگذاری فعلی را برجسته سازد چیزی که برای شرکت ها و دولت ها در سراسر دنیا نگران نماینده است. فیزیکدان اسپانیایی در خصوص این موضوع شرح می دهد که روی دو راهکار ممکن کار می نماید. اولین راهکار آن است که مسائل دیگری را که برای یک رایانه کوانتومی دشوارتر هستند جایگزین فاکتورسازی کنیم.

دومین راهکار توسعه طرح هایی است که امنیت آن براساس قوانین فیزیک کوانتومی است. این راهکار به توسعه محاسبات کوانتومی بستگی دارد که هنوز در مراحل اولیه واقع شده است و احتیاجمند تجهیزات خاصی می باشد.

همان طور که مرکز امنیت سایبری ملی انگلستان خاطرنشان می سازد هر دو راه رو به جلو چالش برانگیز هستند. انتقال به هر شکلی از زیرساخت های رمزنگاری تازه یک فرآیند پیچیده و پرهزینه است که باید به دقت برنامه ریزی و مدیریت گردد. با تغییر سیستم ها و خطرات تداوم کسب و کار در صورت وابستگی پیش بینی نشده به اجزای رمزنگاری خطرات امنیتی وجود دارد.

تیمی از دانشگاه توکیو به رهبری هیرویوکی تاناکا یک سیستم امنیتی جایگزین به نام Cosmocat را پیشنهاد کرده است. این سیستم مبتنی بر میون یا ذرات زیر اتمی کوتاه مدت (2.2 میکروثانیه) است که تنها در پرتو های کیهانی و در آزمایشگاه ها یافت می شوند.

اساسا مشکل پارادایم امنیتی فعلی ما آن است که متکی به اطلاعات رمزگذاری شده و کلید های رمزگشایی است که به وسیله شبکه ای از فرستنده به گیرنده ارسال می گردد. صرفنظر از نحوه رمزگذاری پیغام ها از لحاظ نظری یک فرد می تواند از کلید ها برای رمزگشایی پیغام های به ظاهر امن استفاده کند.

تاناکا شرح می دهد که رایانه های کوانتومی این فرآیند را تسریع می نمایند.

اگر ما از این ایده اشتراک گذاری کلید صرفنظر کرده و در عوض راهی برای استفاده از اعداد تصادفی غیرقابل پیش بینی برای رمزگذاری اطلاعات پیدا کنیم ممکن است سیستم مصون بماند. میون ها قادر به فراوری اعداد واقعا غیر قابل پیش بینی هستند.

سیستم پیشنهادی مبتنی بر این واقعیت است که سرعت رسیدن این ذرات زیر اتمی همیشه تصادفی است. در صورت وجود فرستنده و گیرنده همگام این سیستم کلیدی برای رمزگذاری و رمزگشایی پیغام خواهد بود. به گفته تیم پژوهش ژاپنی به این ترتیب از ارسال کلید جلوگیری می گردد. با این وجود، دستگاه های تشخیص میون بزرگ، پیچیده و پرقدرت هستند محدودیت هایی که تاناکا معتقد است این فناوری می تواند در نهایت بر آن غلبه کند.