Kwantumcomputers kunnen binnenkort blockchain-cryptografie doorbreken: rapport

Volgens een recente papierbeweerden Chinese onderzoekers een nieuwe methode te hebben ontdekt om het Rivest-Shamir-Adleman 2048 bit (RSA-2048) ondertekeningsalgoritme in blockchains en andere beveiligingsprotocollen te doorbreken. RSA is een cryptografische techniek die een openbare sleutel gebruikt om informatie te versleutelen en een privésleutel om deze te ontsleutelen. 

Het overtreden van het RSA-2048-algoritme vereist, net als bij andere algoritmen in de RSA-getallenfamilie, het vinden van de priemfactoren van een getal met 617 decimale cijfers en 2048 binaire cijfers. Experts schatting dat het gewone computers 300 biljoen jaar zou kosten om een ​​RSA-2048-coderingssleutel te kraken. Chinese onderzoekers zeiden echter in hun paper dat de codering kan worden omgekeerd met een kwantumcomputer met 372 qubits, of een basiseenheid van informatie die fungeert als een proxy voor rekenkracht.

Ter vergelijking: de nieuwste IBM Osprey-kwantumcomputer heeft een verwerkingscapaciteit van 433 qubits. Eerder berekenden experts dat factoring van RSA-2048 met kwantumcomputers die een kwantumfactormethode gebruiken die bekend staat als het algoritme van Shor, zou vereisen 13,436 kwabits. 

In tegenstelling tot klassieke computers die werken op een binaire basis van 0 of 1, maken kwantumcomputers gebruik van kwantumbits die oneindige toestanden kunnen aannemen bij temperaturen van -273 °C (-459.4 °F), bereikt door gebruik te maken van vloeibare gaskoelmiddelen. Zo kan de kwantumcomputer alle mogelijke oplossingen voor een cryptografisch probleem in kaart brengen en ze allemaal tegelijk proberen, waardoor de efficiëntie op astronomische schaal toeneemt.

Vergelijking van klassieke versus kwantumcomputingBron: Op weg naar datawetenschap

Volgens de Amerikaanse cryptograaf Bruce Schneier lijken Chinese onderzoekers dat te hebben gedaan gecombineerde "klassieke roosterreductie-factoringtechnieken met een quantum benaderend optimalisatie-algoritme" dat met succes 48-bits getallen in rekening bracht met behulp van een 10-qubit kwantumcomputer. "En hoewel er altijd potentiële problemen zijn bij het opschalen van zoiets met een factor 50, zijn er geen duidelijke belemmeringen", aldus Schneier. 

Beveiligingsexpert Roger Grimes toegevoegd:

“Blijkbaar is er een andere man gebeurd die eerder had aangekondigd dat hij in staat was om traditionele asymmetrische codering te doorbreken met behulp van klassieke computers … maar recensenten vonden een fout in zijn algoritme en die man moest zijn paper intrekken. Maar dit Chinese team realiseerde zich dat de stap die het hele ding doodde, kon worden opgelost door kleine kwantumcomputers. Dus ze hebben getest en het werkte.

Schneier waarschuwde ook dat het algoritme afhankelijk is van a recent factorpapier geschreven door Peter Schnorr, waar het algoritme goed werkt met kleine bits, maar uit elkaar valt bij grotere formaten, zonder tastbare verklaring. "Dus als het waar is dat het Chinese papier afhankelijk is van deze Schnorr-techniek die niet schaalt, zullen de technieken in dit Chinese papier ook niet schalen", schreef Schneier. 

“Over het algemeen is de slimme gok dat de nieuwe technieken niet werken. Maar op een dag zal die weddenschap verkeerd zijn.”

Kwantumcomputers worden ook beperkt door operationele factoren zoals warmteverlies en de vereiste van een complexe koelinfrastructuur van -273°C (-459.4°F). Het aantal nominale qubits dat nodig is om cryptografische algoritmen om te keren, is dus waarschijnlijk veel hoger dan de theoretische schattingen.

Hoewel onderzoekers dit nog niet hebben gedaan, zou de methodologie theoretisch repliceerbaar kunnen zijn naar andere RSA-2048-protocollen die worden gebruikt in informatietechnologie, zoals HTTPS, e-mail, webbrowsen, tweefactorauthenticatie, enz. Ethereum-medeoprichter Vitalik Buterin verklaarde eerder zijn langetermijndoelen zijn onder meer het kwantumbestendig maken van de blockchain. Theoretisch houdt dit in dat het netwerk wordt gesplitst om een ​​versleutelingsalgoritme van hogere orde te gebruiken waarvoor grotere qubits nodig zijn om te breken.

Cointelegraph-redacteur Jeffrey Albus heeft bijgedragen aan dit verhaal.