Kineski naučnici su uspešno izvršili, kako tvrde, prvi efektivan napad u svetu koristeći kvantni računar na široko korišćene metode šifrovanja. Istraživači su priznali da će ograničenja ometati — barem za sada — potpuno kvantno hakovanje.
Napredak, koji vodi Vang Čao sa Univerziteta u Šangaju, predstavlja „stvarnu i značajnu pretnju“ za bezbednosne mehanizme koji se koriste u bankarstvu i vojnom sektoru, kako je detaljno opisano u njihovom recenziranom radu objavljenom 30. septembra u Kineskom časopisu za računare, akademskom časopisu koji upravlja Kineska federacija računara (CCF).
Uprkos tome što je oblast opšte namene kvantnog računarstva još uvek u ranim fazama, bez neposredne opasnosti za savremene kriptografske sisteme, naučnici sve više istražuju specijalizovane kvantne računare za potencijalne upotrebe, u slučaju sajberbezbednosti, i ranjivosti. U svom nedavnom istraživanju, Vangov tim je koristio kvantni računar iz kanadske kompanije D-Wave Systems da probije kriptografske algoritme, što predstavlja značajan preokret.
Prema SCMP-u, istraživački tim je iskoristio kvantni računar D-Wave Advantage da cilja algoritme Present, Gift-64 i Rectangle, koji su poznati kao ključni predstavnici strukture „Zamene-Permutacije“ (SPN). Ova struktura je osnovna za napredne standarde šifrovanja (AES), sistem koji se široko koristi u vojnim i finansijskim šifrovanjima, prema ovom listu. Iako je AES-256 često označen kao vojni standard i smatra se najsigurnijim dostupnim standardom šifrovanja, studija sugeriše da bi kvantni računari mogli uskoro ugroziti takvu bezbednost.
Stvarna i značajna pretnja
„Ovo je prvi put da je pravi kvantni računar predstavio stvarnu i značajnu pretnju za više algoritama strukturisanih u SPN koji se danas koriste“, napisao je Vangov tim. S obzirom na osetljivost istraživanja, Vang je odbio da da dalje komentare za SCMP.
D-Wave Advantage, koji je prvobitno dizajniran za praktične primene, a ne za kriptografske napade, već je ranije korišćen od strane raznih kompanija i organizacija za istraživanje zadataka u logistici i finansijama. SCMP izveštava da ova mašina koristi tehniku poznatu kao kvantno anealiranje, koja simulira proces sličan metalurgiji, gde se materijali zagrevaju i hlade kako bi se povećala čvrstoća. Ova metoda omogućava računaru da brzo rešava složene matematičke probleme.
Princip kvantnog anealiranja uključuje traženje najnižeg energetskog stanja, što je slično vođenju lopte kroz pejzaž ispunjen brdima i dolinama. Tradicionalni algoritmi moraju istraživati svaki put, penjući se i silazeći više puta. Međutim, kvantno tunelovanje — efekat gde čestice prolaze kroz barijere, a ne preko njih — omogućava kvantnom računaru da efikasnije pronađe najnižu tačku, izbegavajući prepreke koje klasične metode ne mogu.
Značaj
Vangov rad je opisao ovu tehniku kao sličnu algoritmu veštačke inteligencije sposobnom da optimizuje rešenja na globalnom nivou. Njegov tim je kombiniovao algoritam kvantnog anealiranja sa konvencionalnim matematičkim pristupima kako bi stvorio novu računarsku arhitekturu. Značaj Vangovog rada, prema anonimnom stručnjaku SCMP-a, leži u tome što je pitanje šifrovanja u realnom svetu formulisano kao problem binarne optimizacije pogodan za kvantni računar.
Uprkos ovom postignuću, istraživači su priznali trenutna ograničenja tehnologije kvantnog računarstva. U izveštaju, Vang je izjavio da iako kvantno računarstvo pokazuje potencijal, njegov razvoj je ometen ekološkim faktorima, nezrelim hardverom i izazovom formulisanja jednog algoritma napada sposobnog da probije više kriptografskih sistema.
Studija naglašava da iako kvantni računar još uvek nije otkrio specifične lozinke koje se koriste u testiranim algoritmima, bliži je tome nego što je to ranije postignuto. Kako tehnologija napreduje, istraživači sugerišu da bi dalji razvoji mogli doneti čvršće kvantne napade. Tekovna evolucija u kvantnom računarstvu ukazuje na potencijalne nove ranjivosti u postojećim kriptografskim sistemima dok naučnici pomeraju granice onoga što ove mašine mogu postići, izveštava SCMP.
