Da li je Kina probila kvantnu barijeru?

Konačna noćna mora za stručnjake za sajber sigurnost je neko ko koristi kvant za faktorizaciju velikih brojeva koji su u osnovi naših postojećih sistema šifriranja, od banaka i finansijskih tržišta do sigurnog pristupa bazama podataka širom svijeta.

Za razliku od konvencionalnih hakova, takav napad bi bio prikriven i praktički neotkriven, dok razbijanje jednog sistema za šifrovanje u suštini znači probijanje svih njih istovremeno.

To znači buđenje u svijetu u kojem su svaka tajna i svaki komadić osjetljivih podataka izloženi najsmrtonosnijim neprijateljima Amerike.

To je scenario koji proganja napore savezne vlade 2022. da natjera sve savezne agencije da razviju vremenski okvir kada će biti kvantno bezbedne. U međuvremenu, u QAIIAQ
udružili smo se sa Oxford Economics za objavljivanje dva ekonometrijska izvještaja o katastrofalnoj šteti koju bi takav napad prouzročio nacionalnoj elektroenergetskoj mreži; za tržište kriptovaluta; i novi izvještaj o mogućem uticaju na

Federalne rezerve.

Hitno pitanje je bilo koliko brzo će kvantni računari biti sposobni za takav napad – kako to žargon kaže, kada će „kriptografski relevantan kvantni računar“ postati stvarnost. Zbog velikih inženjerskih izazova postavljanja dovoljno „zamršenih“, tj. istovremenog rada, kvantnih bitova da bi se izvršilo povećanje faktorizacije, skeptici insistiraju na tome da se takav događaj nalazi negdje daleko u budućnosti, ako ikad.

Sada kineski naučnici tvrde da su otvorili put ka toj budućnosti. Nekako.

U novom radu, kineski naučnici tvrde da su osmislili algoritam koji bi mogao da razbije vrlo tvrdu maticu za šifrovanje, odnosno 2048-bitni RSA, koristeći kvantni kompjuter od 372 kubita. Njihov algoritam prevazilazi onaj čiji je autor Peter Shor 1990-ih, a koji je teorijska osnova sposobnosti dešifriranja kvantnog računarstva, koristeći još jedan algoritam koji je razvio njemački matematičar Claus-Peter Schnorr, koji je 2022. godine izjavio da je moguće faktorizirati velike brojeve više. efikasnije od Shorovog algoritma—toliko efikasno da možete razbiti RSA kod čak i sa klasičnim računarom.

Kinezi kažu da su dokazali da je moguće dešifrovati 2048-bitni RSA, koristeći klasični računar sa samo 10 zapletenih kubita. To nije loš podvig s obzirom na to rekli su drugi stručnjaci razbijanje 2048 RSA ne bi moglo da se uradi sa manje od 20 miliona kubita, ako se uopšte može.

Kineski tim insistira na tome da su razbili 48-bitni RSA koristeći hibridni sistem baziran na kvantnom kompjuteru od 10 kubita, a isto bi mogli da urade i za 2048 bita ako bi imali pristup kvantnom računaru sa najmanje 372 kubita. To je skoro na dohvat ruke današnjim kvantnim kompjuterima. Na primjer, IBM-oveIBM
novo najavljeno Osprey ima 433 kubita.

Ako su te tvrdnje tačne, onda je kvantni kompjuter za razbijanje kodova odmah iza tehnološkog ugla. Ali izvještaj je izazvao dosta sumnji, a neki su ga čak označili kao prevara.

Kritičari su s pravom skeptični da je proces opisan Schnorrovim algoritmom zaista skalabilan, kako se tvrdi u izvještaju. Kineski tim čak priznaje da je "kvantno ubrzanje algoritma nejasno zbog dvosmislene konvergencije QAOA", što je kvantni potprogram koji se koristi za rješavanje zagonetke prostih brojeva i razbijanje RSA. Ovo sugerira da ne znaju da li će njihov algoritam funkcionirati kada se isproba s većim brojem kubita u pravom kompjuteru.

Malo je kao da neko tvrdi da je pronašao način da spusti svemirski brod na Mesec jer je napravio raketu u svom dvorištu koja je preskočila ogradu u dvorištu njegovog komšije.

Ipak, možda je pogrešno procijenio udaljenost, ali ima pravi alat u ruci.

U tom smislu, ono što su Kinezi uradili je značajno usmjereno. Udubljujući se u rad, vidimo da su njihovi rezultati došli korišćenjem hibridnog sistema, odnosno onog koji kombinuje klasične i kvantne elemente za svoje proračune. Takav sistem je ranije korišten u kineskim istraživanjima kvantnog razbijanja kodova, koje sam profilirao u ranijoj kolumni.

To znači da ne morate imati monolitni kvantni kompjuter velikih razmjera da biste izvršili dešifriranje—teoretski kvantnu mašinu bez grešaka koja bi konačno mogla biti spremna do 2040. Sa hibridnim alatima, možete početi raditi na procesu upravo sada, u eri današnjih “bučnih” kvantnih kompjutera sklonih greškama.

Zato je Bajdenova administracija imala pravo da izdaje izvršne naredbe poput Memorandum o nacionalnoj sigurnosti 10 da potakne agencije da usvoje kvantno sigurne standarde prije nego kasnije, dok je Kongres usvojio Zakon o kvantnoj kibernetičkoj sigurnosti, koju je prvi sponzorirao kalifornijski kongresmen Ro Khanna. U isto vrijeme, naša vlada treba da ubrza svoje napore u trci za kvantnom dešifriranjem, ne samo putem kvantne, već i hibridne rute.

U međuvremenu, privatne kompanije i institucije moraju ubrzati vlastito usvajanje kvantno sigurnih rješenja za budućnost svojih podataka i mreža.

Jer vremenska linija do Q-Day svaki put postaje malo kraća.