کامپیوترهای کوانتومی به عنوان تهدیدی برای رمزنگاری

ایجاد کامپیوترهای کوانتومی به بشریت اجازه می دهد تا در برخی از حوزه های محاسبات مرتبط با رونق عظیم فضای فضایی همراه باشد. به طور خاص، در مدل سازی تعاملات مولکولی و واکنش های شیمیایی، هنگام ایجاد مواد مخدر و توسعه صنایع شیمیایی به طور کلی، در فرایند یادگیری ماشین و مدل سازی شبکه عصبی. اما در عین حال، مجذوب، همانطور که می دانید، دشمن اصلی رمزنگاری است.

در اوایل ماه 2021، شرکت سوئیس Terra Quantum AG اعلام کرد که او یک پیشرفت نظری را در کشف آسیب پذیری ها در الگوریتم های رمزنگاری ساخته شده است، با استفاده از رایانه های کوانتومی برای محاسبات. Terra Quantum AG دارای یک تیم از 80 فیزیکدانان کوانتومی، رمزنگاری و ریاضیدانان است که در سوئیس، روسیه، فنلاند و ایالات متحده مستقر هستند. "آنچه در حال حاضر در نظر گرفته شده است امنیت PostCanthide امنیت پس از آن نیست. ما می توانیم نشان دهیم و ثابت کنیم که الگوریتم ناامن است و می تواند هک شود، "Markus Pfitch، مدیر اجرایی و بنیانگذار Terra Quantum توضیح داده شده است.

این شرکت اظهار داشت که مطالعه آن آسیب پذیری هایی را پیدا کرده است که بر رمزگذاری رمزنگاری متقارن، از جمله استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) تاثیر می گذارد، که به طور گسترده ای برای محافظت از داده ها (الگوریتم رمزنگاری متقارن بلوک) استفاده می شود. با استفاده از روش شناخته شده به عنوان Annealing کوانتومی، مطالعه شرکت نشان داد که حتی نسخه های قابل اعتماد ترین رمزنگاری AES را می توان توسط رایانه های کوانتومی که در میان مدت در دسترس قرار می گیرد، رمزگشایی کرد.

به هر حال، در مورد خطر کامپیوترهای کوانتومی برای الگوریتم های رمزنگاری مدرن برای مدت طولانی شناخته شده بود. بنابراین، الگوریتم هک با کمک محاسبات کوانتومی یک الگوریتم RSA نسبتا قابل اعتماد (الگوریتم نامتقارن با کلید های باز و بسته) از سال 1994 به عنوان الگوریتم ساحلی شناخته می شود. الگوریتم ساحلی یک روش هک کردن از طریق تجزیه عوامل ساده است که برای یک کامپیوتر کلاسیک طول می کشد صدها بار بیشتر از سن جهان، اما برای یک الگوریتم کوانتومی، در واقع، با تغییرات فضایی، وظیفه امکان پذیر است . در سال 2001، عملکرد الگوریتم توسط گروه IBM در نمونه اولیه یک کامپیوتر کوانتومی با 7 مکعب نشان داده شد.

در حال حاضر، اظهار نظر در مورد تحقیقات Terra Quantum AG، نماینده IBM کریستوفر شکاکا اشاره کرد که شرکت او در مورد این خطرات به مدت 20 سال می داند و در حال کار بر روی محصولات خود برای حل مشکل امنیت پس از سه ماهه است. او توضیح می دهد: "به همین دلیل است که موسسه ملی علوم و فناوری (NIST) این وظیفه را برای توسعه یک Cryptostandart امن کوانتومی جدید تعیین می کند." - IBM دارای پیشنهادات متعددی برای این استاندارد جدید در دور نهایی است که در چند سال انتظار می رود. "

شاید یکی از روش های امنیتی پس از سه ماهه، خود رمزنگاری کوانتومی باشد که از روش مکانیک کوانتومی برای انتقال اطلاعات استفاده می کند. و به هزینه فیزیکی، و نه مبنای ریاضی اصول ارتباطات، گارانتی را در کشف رهگیری از اطلاعات می دهد.

رمزنگاری امروز

در حال حاضر، الگوریتم های GOST 28147 و AES همچنان الگوریتم های رمزنگاری قابل اعتماد هستند. جهانی ترین و کارآمد برای الگوریتم های کلاس گسترده ای از انواع مختلف و خطی از کریپتوآنالیز هستند. و مطالعات دانشمندان وزارت امور خارجه IB Irk Msu Andrey Vinokurova و Eduard اعمال از ارزیابی زیر از رمز عبور از این الگوریتم ها استفاده می کنند: "برای برآورد ثبات الگوریتم GOST28147-89 به نوع خاصی از رمزنگاری، بدون مشخص کردن گره های جایگزینی ، از آنجا که کیفیت این رمز به طور قابل توجهی به کیفیت گره های مورد استفاده بستگی دارد. با این حال، مطالعات معماری رمزهای با جداول جایگزینی مشخص شده (DES) نشان داده اند که رمزنگاری رمزنگاری با 16 دور در اصل انجام خواهد شد، اما نیاز به تعداد زیادی از داده های منبع دارد، و در 20-24 دور از لحاظ نظری بلا استفاده. GOST 32 دور رمزگذاری را فراهم می کند، و این مقدار به اندازه کافی با حاشیه به اندازه کافی برای مقابله با گونه های مشخص شده از کریپتوآنالیز است. "

به گفته توسعه دهندگان Rijndael Cipher، در حال حاضر در چهار مرحله رمزگذاری، این الگوریتم مقاومت کافی به گونه های مشخص شده کریپتوآنالیز را به دست می آورد. مرز نظری، که پشت آن گونه های خطی و دیفرانسیل کریپتانالیز از دست می دهد، به معنی، خط 6-8 دور بسته به اندازه بلوک است. با توجه به مشخصات، 10-14 دور در رمزنگاری ارائه شده است. در نتیجه، رمز Rijndael نیز به گونه های مشخص شده از رمزنگاری با یک سهام خاص مقاوم است.

بنابراین، هر دو در مقایسه با مجموعه های کافی نسبت به انواع معروف کریپتوآنالیز مقاومت کافی دارند و برای اجرای تعامل محافظت شده در هنگام اجرای الزامات پیاده سازی مطابق با سطوح حریم خصوصی لازم است.

Anna Mikhailova، مدیر توسعه کسب و کار Angara گروه شرکت

کامپیوترهای کوانتومی به عنوان تهدیدی برای رمزنگاری

ادامه مطلب