Google: Квантовите компютри могат да разбият RSA криптирането по-рано от очакваното

Google отново разпали дебата за бъдещето на цифровата сигурност, като разкри, че хардуерът, необходим за разбиване на широко използваното в наши дни криптиране, може да се появи много по-рано, отколкото се смяташе досега. Изследването, ръководено от Крейг Гидни и публикувано в сайта arXiv, показва, че един 2048-битов ключ за RSA криптиране, който е стандарт за осигуряване на онлайн сигурността, може да бъде разбит за по-малко от седмица от квантов компютър с по-малко от един милион кубита.

Анализът е драматично намаление в сравнение с по-ранните оценки, които само преди няколко години поставяха изисквания за около 20 милиона кубита за постигане на същата цел.

Засега квантовият компютър с милион кубита остава по-скоро мечта, отколкото реалност. Въпреки това темпото на напредък в тази област означава, че преходът към квантово устойчиви мерки за защита на сигурността вече не може да се счита за далечен проблем. Проучването показва как може да изглежда една бъдеща атака и служи като призив към световната общност по сигурността да се подготви за един постквантов свят.

Тази нова оценка е резултат от напредъка както в сферата на квантовите алгоритми, така и на методите за корекция на грешките. След откритието на Питър Шор от 1994 г., че квантовите компютри могат да обработват големите числа много по-ефективно от класическите компютри, учените се опитват да определят точно колко квантов хардуер ще е необходим, за да се компрометира реалното криптиране, повсеместно използвано в наши дни.

Най-новата работа на Гидни се основава на неотдавнашни пробиви в алгоритмите, като например използването на приблизително модулно разлагане, което значително намалява броя на необходимите логически кубити.

Въпреки тези подобрения, описаният в проучването хардуер остава извън рамките на съществуващите в момента квантови компютри. Настоящите квантови системи работят само със стотици или най-много хиляди кубити, което е далеч от границата от милион кубита. Така например Condor на IBM и Sycamore на Google, съответно със 1121 и 53 кубита, са пример за настоящите възможности на квантовите компютри. Необходимата хипотетична машина трябва да работи непрекъснато в продължение на пет дни, да поддържа изключително нисък процент грешки и да координира милиарди логически операции без прекъсване.

Въпреки че понастоящем подобна производителност няма, големите компании за квантов хардуер са набелязали планове за постигане на подобни мащаби още през следващото десетилетие. IBM си е поставила за цел да изгради квантов компютър със 100 000 кубита до 2033 г. в партньорство с Токийския университет и Чикагския университет. Друг пример е Quantinuum, който наскоро обяви целта си да създаде напълно устойчив на грешки универсален квантов компютър до края на 2020-те годани, като конкретно се насочва към 2029 г. за своята система Apollo.

Последиците за сигурността са значителни. RSA и другите подобни криптографски системи са в основата на голяма част от защитените комуникации в света - от банкирането до цифровите подписи. Резултатите от проучването засилват необходимостта от спешно преминаване към постквантова криптография (PQC) - нови стандарти, разработени така, че да издържат на атаки от страна на квантовите компютри.