Дослідники з Китаю кажуть, що вони використали квантовий комп’ютер, щоб зламати шифрування RSA. Але це не обов’язково означає, що ваші електронні листи чи повідомлення WhatsApp найближчим часом будуть перехоплені.
Шифрування використовується для захисту конфіденційних даних, таких як банківська інформація та медичні записи, коли вони передаються через Інтернет. RSA — названий на честь його творців Рона Ріввеста, Аді Шаміра та Леонарда Адлемана — це тип шифрування, що називається асиметричним шифруванням, яке використовує два різні, але пов’язані ключі для розв’язання математичної задачі.
Шифрування виявилося успішним методом захисту конфіденційної інформації, оскільки воно потребує настільки складних математичних обчислень, що їх не можуть розв’язати навіть найпотужніші суперкомп’ютери у світі, якщо вони не мають криптографічного ключа.
Давно передбачалося, що квантові комп’ютери зроблять поточну технологію шифрування застарілою. Квантові комп’ютери можуть обробляти величезні обсяги інформації за набагато менший час, ніж звичайний комп’ютер. Це тому, що завдяки законам квантової механіки — і кубітам, які їх живлять — вони можуть обробляти обчислення паралельно, а не послідовно. Теоретично це означає, що квантовому комп’ютеру знадобляться лічені секунди, щоб розв’язати проблему, на яку класичним комп’ютерам потрібні мільйони років.
Однак квантові обчислення — це технологія, що тільки зароджується, і найпотужніші квантові машини сьогодні мають тисячі кубітів. І вчені прогнозують, що нам знадобиться машина з мільйонами кубітів, щоб вона була потужнішою за наші найпотужніші класичні комп’ютери. Квантові комп’ютери також потребують спеціальних лабораторій, а також дорогої та складної інфраструктури.
Але в дослідженні, опублікованому в журналі Chinese Journal of Computers у травні, дослідники виявили, що D-Wave Advantage — 5760-кубітна машина, створена каліфорнійською компанією D-Wave Quantum Systems — може зламати шифрування RSA, яке вони доручили їй вирішити.
Машина зробила це за допомогою процесу, який називається квантовим відпалом. Квантовий відпал використовує квантові флуктуації — непостійні зміни рівнів енергії в квантових системах — для оптимізації проблеми, щоб її вирішити найпростішим способом.
Хоча вони використовували квантовий комп’ютер для дешифрування шифрування RSA, вони використовували лише 50-бітне ціле число для шифрування RSA. Розмір дійсно має значення для шифрування. Надійність шифрування RSA пов’язана з довжиною цілого числа, яке визначає, наскільки велика проблема. Наприклад, 50-бітове ціле число має 9,67×10^16 можливих значень.
Але більшість сучасних технологій шифрування тепер використовують цілі числа від 1024 до 2048 біт. 1024-бітове ціле число має 1,797×10^308 можливих значень, тоді як 2048-бітове ціле число має 3,231×10^616 можливих значень. Отже, кількість можливих значень для сучасних методів шифрування значно більша — і, отже, складніша — ніж та, яку подолали дослідники.
Дослідження є цікавим доказом концепції, яка підтверджує очікування, що квантові комп’ютери одного разу зможуть розшифрувати сучасні технології шифрування. Незважаючи на те, що це не зазначено в статті, природними наступними кроками для подібних досліджень будуть вивчення того, як D-Wave Advantage і квантовий відпал можуть впоратися з моделями шифрування з більшими цілими числами, такими як 128- або 256-бітні цілі числа.
Це також сигналізує про те, що з’являться квантові комп’ютери, які вплинуть на безпеку, яка покладається на шифрування. Ось чому вчені також розробляють технології постквантової криптографії — тип криптографії, який використовує алгоритми, стійкі до вирішення квантовими комп’ютерами. Однак, як і квантовим комп’ютерам, до повної реалізації цієї технології ще багато років.