Kínai kutatók az állítások szerint egy D-Wave kvantumszámítógéppel sikeresen törtek fel egy katonai szintű titkosítási algoritmust. Ha ez igaz, akkor ez az első (ismert) kvantumtámadás egy széles körben alkalmazott titkosítási módszer ellen – írja az Interesting Engineering. A dolog velejárója, hogy mind a védelmi ipar, mind a pénzügyi ágazatok kiberbiztonsági szakembereinek a gyomra ugorhatott egyet erre a hírre. Mint az IE cikke ugyanis hozzáteszi, a szakértők úgy vélik, ez csak az első fecske, egyben korai figyelmeztetés a kvantumszámítástechnika képességeire, hogy mennyire hatásosan foghatók hadba ilyen céllal.

A D-Wave Advantage rendszer, amelyet eredetileg egyébként nem is kriptográfiai célokra terveztek, képes volt áttörni a helyettesítési-permutációs hálózat (SPN) alapú algoritmusokat. Ez az eredmény csak aláhúzza, hogy (bizonyos feladatok esetén legalábbis) a kvantumszámítógépek mennyire képesek lekörözni a hagyományos masinákat – még akkor is, ha a kvantumfölény máig sem valósult meg vitathatatlan módon. A kutatók ugyanakkor megjegyzik, hogy az RSA-titkosítás kvantumszámítógéppel történő feltörése azért lassú és nehézkes folyamat, de a stabil fejlődés lehetőségét látják a D-Wave speciális kvantumszámítógépeinek elméleti és hardveres aspektusaiban egyaránt. Ez nagyrészt a D-Wave rendszerek egyedülálló tulajdonságának, a kvantum-alagút effektusnak köszönhető, amely lehetővé teszi, hogy a számítógép kikerülje azokat az akadályokat, amelyekkel a hagyományos intelligens algoritmusok szembesülnének.

A kutatók két olyan módszert vetettek be, amelyek során kvantumillesztési algoritmusokat alkalmaznak az RSA-titkosítás megtámadására, ami nagy egész számok faktorizálását jelenti. Az egyik módszer a kriptográfiai támadást kombinatorikai optimalizálási problémává alakítja, amelyet Ising vagy QUBO modellekkel oldanak meg. Mint a kutatók ennek kapcsán elmondták:

“Egy magas szintű optimalizálási modellt javaslunk a szorzótáblákhoz, és egy új dimenziócsökkentési képletet állítunk fel, amely egyszerre takarít meg qubit erőforrásokat és javítja az Ising modell stabilitását. Ezzel a módszerrel sikerült a kétmilliós nagyságrendű 2 269 753 számot felbontani a D-Wave Advantage rendszer segítségével.”

A másik módszer során a kutatók a kvantumillesztést kombinálták a hagyományos kriptográfiai támadási módszerekkel. Ez a szinergia növelte támadás hatékonyságát, különösen, amikor olyan algoritmusokkal kombinálták, mint a Schnorr. A kvantumillesztési algoritmus exponenciálisan gyorsabb számításokat tesz lehetővé a kvantum-alagút effektus kihasználásával. Ezt az effektust úgy írják le, mintha egy labda áthatolna az akadályokon ahelyett, hogy keresztül kellene rajta gurulnia – magyarán lehetővé teszi az algoritmus számára, hogy gyorsabban találja meg az optimális megoldást a hagyományos módszerekhez képest.

(Kép: Pixabay/Pexels)