کامپیوترهای کوانتومی در چین رمزگشایی می‌کنند، اما تا رمزگشایی بیت کوین راه زیادی در پیش دارند!

گروهی متشکل از ۲۴ محقق چینی اظهار کردند که می‌توانند یک عدد ۴۸ بیتی را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی ۱۰ کیوبیتی فاکتور بگیرند. این می‌تواند در شکستن الگوریتم رمزگذاری RSA که زیربنای بسیاری از ارتباطات اینترنت است، بسیار مهم باشد.

ادعای چینی‌ها برای بهینه‌سازی الگوریتم Shnorr با ماشین کوانتومی

این محققان ادعا می‌کنند که می‌توانند از رایانه‌های کوانتومی برای حل مرحله‌ای که قبلاً در روش اشنور (Shnorr) برای فاکتورگیری اعداد اول بزرگ، غیرقابل حل بود استفاده کنند. حل فاکتورهای اول یک عدد بزرگ، گامی مهم در شکستن الگوریتم رمزگذاری RSA است.

درحالی‌که این مقاله از نظر تئوری معتبر است، کارشناسان می‌گویند که اثبات اینکه کامپیوترهای کوانتومی امروزی باعث پیشرفت خواهند شد، کار دشواری است.

پیتر شور (Peter Shor)، دانشمند دانشگاه MIT، نظرش این است که اگر تحلیلی وجود ندارد که نشان‌دهنده سرعت بیشتر محاسبات این ماشین‌ها باشد، به گمانش محتمل‌ترین سناریو این است که درواقع پیشرفت چندانی هم وجود نخواهد داشت.

الگوریتم RSA، محرمانگی را بین طرفینی که داده‌ها را از طریق کلیدهای عمومی و خصوصی مبادله می‌کنند، تضمین می‌کند. این یک عملکرد دو طرفه است و بدان معناست که با توجه به اطلاعات رمزگذاری‌شده و داشتن یک کلید خصوصی، امکان تعیین متن ساده وجود دارد.

این ایده که محاسبات کوانتومی می‌تواند طرح‌های رمزگذاری را که توسط رایانه‌های معمولی “غیرقابل رمزگشایی” تلقی می‌شوند، بشکند، توسط شور در سال ۱۹۹۴ ارائه شد.

درحال‌حاضر عملکرد هش غیرقابل کرک شدن است

از SHA256، برای اطمینان از عدم تغییر داده‌ها استفاده می‌شود. این یک تابع هش است تا یک الگوریتم رمزگذاری.

در شبکه بیت کوین، SHA256 کمک می‌کند تا ثابت شود داده‌های یک بلوک تراکنش دستکاری نشده است. این یک تابع یک‌طرفه است، به این معنی که خروجی نمی‌تواند برای تعیین ورودی استفاده شود.

درحالی‌که کار شور ثابت کرد که حل فاکتورهای اول یک عدد بزرگ که مبنای شکستن رمزگذاری RSA را تشکیل می‌دهند، امکان‌پذیر است، هیچ الگوریتم شناخته‌شده‌ای ورودی یک تابع هش را با توجه به خروجی آن تعیین نمی‌کند. همچنین گفته می‌شود که SHA256 در برابر تناظر بین ورودی و خروجیِ هش (collision-resistant) مقاوم است و یافتن ورودی‌های مختلف را که خروجی یکسانی دارند تقریباً غیرممکن می‌کند.

یک ماینر بیت کوین باید به‌طور مداوم عددی به نام nonce را تغییر دهد تا خروجی یک تابع SHA256 را طوری تنظیم کند که کمتر از یک عدد از پیش تعریف شده باشد. این عدد که «درجه سختی» نامیده می‌شود، بر اساس مدت زمانی که ماینرها برای ایجاد خروجی صحیح از ۲۰۱۶ بلاک قبلی صرف کرده‌اند، تنظیم می‌شود. اگر حدس زدن خروجی صحیح از ۲۰۱۶ بلاک آخر بیش از ده دقیقه طول کشید، الگوریتم بیت‌کوین حدس زدن درجه سختی موردنظر را آسان‌تر می‌کند و بالعکس. ماینر از رایانه‌های خاصی به نام ASIC استفاده می‌کند تا بیشترین حدس ممکن را در یک ثانیه انجام دهد.

در ژانویه سال گذشته در مقاله‌ای از دانشگاه ساسکس (University of Sussex) آمده بود که یک کامپیوتر کوانتومی با ۱۳ میلیون کیوبیت می‌تواند رمزگذاری بیت کوین را در یک روز بشکند، درحالی‌که همین کار برای یک ماشین ۳۰۰ میلیون کیوبیتی یک ساعت زمان می‌برد. مشخص نیست که این مقاله منظورش کلیدهای خصوصی و عمومی برای مبادله بیت کوین بوده یا تابع هش SHA256 آن.

معرفی نقشه‌راه فوق‌العاده توسط IBM

IBM، شرکت چند ملیتی ایالات متحده ادعا می‌کند که قدرتمندترین کامپیوتر کوانتومی جهان را با ۴۳۳ کیوبیت در اختیار دارد. این شرکت قصد دارد یک کامپیوتر کوانتومی ۱۰۰۰ کیوبیتی در سال ۲۰۲۳ و یک ماشین ۴۰۰۰ کیوبیتی را در سال ۲۰۲۵ راه‌اندازی کند.

غول کامپیوتری ژاپنی، فوجیتسو (Fujitsu) قرار است اولین کامپیوتر کوانتومی داخلی ۶۴ کیوبیتی این کشور را در بهار ۲۰۲۳ روانه بازار کند. اخیراً این کمپانی توافقنامه‌ای جدید برای تأمین این نوع ماشین با یک مرکز محاسباتی اسپانیایی منعقد کرده است. سال گذشته نیز قراردادی با موسسه تحقیقاتی RIKEN برای تحویل سیستمی برای تحقیقات پزشکی این موسسه منعقد کرد.

بااین‌حال، مانند محققان چینی، پیشرفت‌ها ممکن است خیلی زودتر از آنچه که انتظارشان را داریم رخ دهند.