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谷歌最新研讨:量子计算机能在8小时内破解2048位RSA加密

admin 2019-06-04 283人围观 ,发现0个评论

一项新的研讨标明,量子技能将比预期更快地赶上当今的加密规范。一切需求长时刻(25 年左右)安全存储数据的人都应该警惕。

许多人忧虑量子核算机将能够破解某些用于发送安全信息的加密代码。所谓的加密代码运用“陷门(trapdoor)”函数加密数据,这种函数在一个方向上十分简单履行,但在相反方向上则否则。这就使得加密数据变得简单,但假如没有特别密钥的协助,解码数据就十分困难。

这些加密体系一向都不是牢不行破的。相反,它们的安全性是经过经典核算机完结解码所需的很多时刻表现的。现代的加密办法是专门规划的,解码它们需求很长时刻,因而说它们简直不行破解。

可是量子核算机改变了这种主意。量子核算机比传统的核算机功用强壮得多,应该能够轻松破解这些代码。

这就提出了一个重要的问题——量子核算机何时才干强壮到能够做到这一点? 在此之后,受此加密办法维护的一切信息都将变得不安全。

因而,核算机科学家们企图核算出构建这样一台量子核算机或许需求的资源,以及构建这种机器需求多长时刻。此前的答案总是几十年。

可是现在,谷歌的 Craig Gidney 和瑞典斯德哥尔摩 KTH 皇家理工学院的 Martin Ekera 的研讨作业显现,这个答案需求被批改。研讨人员现已找到了一种更有用的办法,让量子核算机履行代码破解核算,从而将量子核算机所需的资源减少了几个数量级。

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(来历:麻省理工科技谈论)

因而,这些量子核算机比任何人幻想的都更挨近实践。这一成果将让政府、军方和安全安排、银行以及一切需求维护数据长达 25 年乃至更长时刻的人感到不安。

早在 1994 年,美国数学家 Peter Shor 就发现了一种量子算法,其功用优于经典算法。Shor 的算法因子大,是破解根据陷门函数暗码的关键因素。

陷门函数是根据乘法进程的,它在一个方向上很简单履行,但在相反的方向上很难履行。例如,将两个数字相乘很简单:593 乘以 829 等于 491,597。可是很难算出 491,597 是由哪两个质数相乘才干得到。

跟着数字的增大,核算变得越来越困难。事实上,核算机科学家以为经典核算机简直不行能分化出大于 2048 位的数字,而 2048 位是 RSA 加密最常用的根底办法。

Shor 证明,一个功用满足强壮的量子核算机能够轻松做到这一点,这一成果在整个安全职业一石激起千层浪。

从那以后,量子核算机的功用一向在增强。2012 年,物理学家们用一台四量子位量子核算机来分化 143。然后在 2014 年,他们运谷歌最新研讨:量子计算机能在8小时内破解2048位RSA加密用了相似的设备来分化出了 56153。

依照这样的发展速度,很简单幻想,量子核算机应该很快就能逾越最好的经典核算机。

但实践或许不是这样。事实证明,量子因式分化在实践运用中比咱们幻想的要困难得多。原因是,大型量子核算机存在一个重要难题——噪声。现在处理噪声的最佳办法是运用纠错码,可是纠错码需求很多额定量子位元。

这将明显添加量子核算机分化 2048 位数字所需的资源。2015 年,研讨人员估量,一台量子核算机需求 10 亿个量子位元才干可靠地完结这项作业。当今最先进的量子核算机只要 70 个量子位元,这是巨大的距离。

在此根底上,安全专家很或许现已能够证明,用量子核算机破解 2048 位 RSA 加密的信息,还需求几十年的时刻。

现在,Gidney 和 Ekera 现已展现了量子核算机如何用 2000 万谷歌最新研讨:量子计算机能在8小时内破解2048位RSA加密个量子位来进行核算。事实上,他们证明,这样一个设备只需求 8 个小时就能够完结核算。他们表明:“(这一成果),现已使得分化 2048 位 RSA 整数最多需求多少量子位,下降了近两个数量级。”

他们的办法偏重的是用一种称为幂模运算的更有用的办法来履行数学运算。幂模运算是将数字提高到某个幂然后除以另一个数,找到余数的进程。

这个进程是 Shor 算法中核算量最大的操作。可是 Gidney 和 Ekera 找到了多种办法来优化它,明显地减少了运转算法所需的资源。

这是一项风趣的作业,关于一切为未来存储信息的人来说都具有重要的含义。一台 2000 万个量子位的量子核算机在今日看来无疑还很悠远。但专家们需求知道的是,在他们保证信息安全的 25 年内,这种设备是否有或许完结。假如能完结,那么人们就需求一种新的加密办法了。

事实上,安全专家现已开宣布了量子核算机也无法破解的后量子代码。因而,现在或许现已有办法能够维护数据免受量子核算机未来的进犯。可是这些代码现在还没有作为规范运用。

关于普通人来说,被破解的危险很小。大多数人运用 2048 位加密或相似的办法来完结用互联网发送信用卡详细信息的使命。假如这些买卖记载发生在今日,即便在 25 年内被破解,那么丢失也会微乎其微。

但对政府来说,危险会更大。他们今日宣布的信息,例如大使馆和军方之间的信息,在 20 年后或许会很重要,因而值得保密。假如这些信息依然经过 2048 位 RSA 加密或相似的办法发送,那么这些安排就应该开端忧虑了。

-End-

修改:李亚山

参阅:https://www.technologyreview.com/s/613596/how-a-quantum-computer-could-break-2048-bit-rsa-encryption-in-8-hours/

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