คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจละเมิดการเข้ารหัสบล็อกเชนในไม่ช้า: รายงาน

ตามที่เมื่อเร็ว ๆ นี้ กระดาษนักวิจัยชาวจีนอ้างว่าได้ค้นพบวิธีการใหม่ในการทำลายอัลกอริทึมการลงนาม Rivest-Shamir-Adleman 2048 บิต (RSA-2048) ที่มีอยู่ในบล็อกเชนและโปรโตคอลความปลอดภัยอื่นๆ RSA เป็นเทคนิคการเข้ารหัสที่ใช้รหัสสาธารณะเพื่อเข้ารหัสข้อมูลและรหัสส่วนตัวเพื่อถอดรหัส 

การละเมิดอัลกอริทึม RSA-2048 นั้นต้องการ เช่นเดียวกับอัลกอริทึมอื่นๆ ในตระกูลตัวเลข RSA การค้นหาปัจจัยสำคัญของตัวเลขที่มีทศนิยม 617 หลักและเลขฐานสอง 2048 หลัก ผู้เชี่ยวชาญ ประมาณการ ว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปจะใช้เวลา 300 ล้านล้านปีในการถอดรหัสคีย์เข้ารหัส RSA-2048 อย่างไรก็ตาม นักวิจัยชาวจีนกล่าวในรายงานของพวกเขาว่าการเข้ารหัสสามารถสลับกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มี 372 qubits หรือหน่วยข้อมูลพื้นฐานที่ทำหน้าที่เป็นพร็อกซีสำหรับพลังการคำนวณ

ในการเปรียบเทียบ คอมพิวเตอร์ควอนตัม IBM Osprey รุ่นล่าสุดมีความสามารถในการประมวลผล 433 qubits ก่อนหน้านี้ ผู้เชี่ยวชาญได้คำนวณว่าแฟคตอริ่ง RSA-2048 กับคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้วิธีการแฟคตอริ่งควอนตัมที่เรียกว่าอัลกอริทึมของ Shor จะ ต้องการ 13,436 คิวบิต 

คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้บิตควอนตัมที่สามารถรับสถานะไม่สิ้นสุดที่อุณหภูมิ -0°C (-1°F) ซึ่งทำได้โดยใช้สารหล่อเย็นก๊าซเหลว ซึ่งแตกต่างจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ทำงานบนฐานเลขฐานสองของ 273 หรือ 459.4 ดังนั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมจึงสามารถกำหนดแนวทางแก้ไขที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับปัญหาการเข้ารหัสและลองแก้ปัญหาทั้งหมดในคราวเดียว ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในระดับดาราศาสตร์

Bruce Schneier นักวิทยาการเข้ารหัสลับชาวอเมริกันกล่าวว่านักวิจัยชาวจีนดูเหมือนจะมี รวม “เทคนิคการแฟคตอริ่งแบบลดแลตทิซแบบคลาสสิกด้วยอัลกอริทึมการปรับให้เหมาะสมเชิงควอนตัม” ที่แยกตัวประกอบตัวเลข 48 บิตได้สำเร็จโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม 10 คิวบิต “และแม้ว่าจะมีปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้เสมอเมื่อปรับขนาดสิ่งนี้ขึ้นเป็น 50 เท่า แต่ก็ไม่มีสิ่งกีดขวางที่ชัดเจน” Schneier ให้ความเห็น 

โรเจอร์ กริมส์ ผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัย ที่เพิ่ม:

“เห็นได้ชัดว่าสิ่งที่เกิดขึ้นคือชายอีกคนหนึ่งที่ประกาศก่อนหน้านี้ว่าเขาสามารถทำลายการเข้ารหัสแบบอสมมาตรแบบดั้งเดิมโดยใช้คอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก … แต่ผู้ตรวจสอบพบข้อบกพร่องในอัลกอริทึมของเขา และชายคนนั้นต้องถอนเอกสารของเขากลับ แต่ทีมจีนนี้ตระหนักว่าขั้นตอนที่ฆ่าสิ่งทั้งหมดสามารถแก้ไขได้ด้วยคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดเล็ก ดังนั้นพวกเขาจึงทดสอบและได้ผล”

Schneier ยังเตือนว่าอัลกอริทึมอาศัย กระดาษแฟคตอริ่งล่าสุด ประพันธ์โดย Peter Schnorr ซึ่งอัลกอริทึมของมันทำงานได้ดีกับบิตขนาดเล็ก แต่แตกออกเป็นขนาดที่ใหญ่ขึ้นโดยไม่มีคำอธิบายที่จับต้องได้ “ถ้าเป็นเรื่องจริงที่ว่ากระดาษจีนใช้เทคนิคของ Schnorr ที่ไม่ปรับขนาด เทคนิคในกระดาษจีนนี้ก็จะไม่ปรับขนาดเช่นกัน” Schneier เขียน 

“โดยทั่วไปแล้ว การเดิมพันอย่างชาญฉลาดคือเทคนิคใหม่ๆ ที่ไม่ได้ผล แต่สักวันหนึ่งการเดิมพันนั้นจะผิดพลาด”

คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังถูกจำกัดด้วยปัจจัยด้านการปฏิบัติงาน เช่น การสูญเสียความร้อนและความต้องการของโครงสร้างพื้นฐานการทำความเย็นที่ซับซ้อน -273°C (-459.4°F) ดังนั้น จำนวนของคิวบิตเล็กน้อยที่ต้องใช้ในการผกผันอัลกอริธึมการเข้ารหัสจึงน่าจะสูงกว่าการประมาณการทางทฤษฎีมาก

แม้ว่านักวิจัยจะยังไม่ได้ดำเนินการดังกล่าว แต่วิธีการดังกล่าวสามารถทำซ้ำได้ในทางทฤษฎีกับโปรโตคอล RSA-2048 อื่นๆ ที่ใช้ในเทคโนโลยีสารสนเทศ เช่น HTTPS, อีเมล, การท่องเว็บ, การยืนยันตัวตนแบบสองปัจจัย เป็นต้น Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum กล่าวก่อนหน้านี้ เป้าหมายระยะยาวรวมถึงการทำให้บล็อกเชนมีความทนทานต่อควอนตัม ในทางทฤษฎี สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการ Forking เครือข่ายเพื่อใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัสลำดับที่สูงกว่าซึ่งต้องใช้ qubits ที่มากกว่าในการทำลาย

Jeffrey Albus บรรณาธิการของ Cointelegraph มีส่วนร่วมในเรื่องนี้