研究人员用量子计算机破解 RSA 算法

煤油灯科技2023-01-13 09:38

中国研究人员刚刚发表了一篇论文,表示他们有能力破解 2048 位 RSA。

由于 Shor 的算法,我们很早就知道在量子计算机上因式分解是一个简单的过程。然而,为了将任何与今天使用的密钥大小稍微相似的东西分解出来,都需要具有数百万量子比特的大型量子计算机。研究人员通过将传统的晶格约简分解方法与量子近似优化算法相结合,实现了他们想要实现的目标。这表明他们想要的只是一台容量为 372 量子比特的量子计算机,这完全在当今可行的范围内。

如果2048位的RSA能够被破解,或者换句话说,如果有一种机制能够可靠且快速地识别出构成算法的秘密素数,这将是一个巨大的成就。尽管RSA算法在面向消费者的协议(如传输层安全协议)中已经基本被取代,但它仍然广泛用于旧的企业和运维技术软件以及许多代码签名证书中。这是因为很多代码签名证书都需要它。

如果恶意攻击者能够生成这些签名密钥或解密RSA保护的消息,那么该攻击者将能够窥探互联网流量,并可能将恶意代码冒充为合法的软件更新,这可能使他们能够夺取第三方设备的控制权。如果攻击者能够生成这些签名密钥或解密RSA保护的消息,那么该攻击者就能够攻击RSA。

这项研究解释了一个只有10个超导量子比特的设备如何能够有史以来第一次破解长度为48位的密钥。为了解密RSA-2048密钥,你将不需要超过400个量子比特,这已经在目前技术的可能性范围内。

众所周知,使用量子计算机和 Shor 的量子算法,人们可以快速轻松地将大数分解(因式分解)为质因数,从而比使用经典计算机更快地解密密钥或消息。这是可能的,因为量子计算机能够在原子级别处理信息。使用 Shor 技术的主要缺点是分解密码学相关的长密钥需要具有数十万甚至数百万量子位的量子计算机。这使得使用该算法变得不切实际。

自从 Peter Shor 的技术成为公众知识以来,研究人员一直试图通过扩大规模来改进它。他们的目标是让 RSA 破解对量子计算机的资源需求更少。俄罗斯科学家Alexei Kitaev是第一个提出该问题潜在解决方案的人。2016 年,来自麻省理工学院和因斯布鲁克大学的物理学家团队开发了一台量子计算机,当它被用来执行 Shor 算法时,提供了缩放正确的证据。然而,这还不足以取得重大进展。

中国科学家拥有的量子系统非常简单,但他们打算对其进行改进。他们听从了另一位密码学家Klaus-Peter Schnorr的建议,他在去年提出了一种大大加快因子分解过程的方法。

Schnorr 的工作受到了行业专业人士的攻击,他们认为它无法承受扩展以破解大密钥。长密钥的“死亡”可能会“真正结束”有关 RSA 加密的故事。中国研究人员表示,他们已经找到了解决此限制的解决方案,并且已经在现实中证明了这一点,他们使用 10 量子位量子机器破解了 48 位密钥。他们表示该方法适用于破解密码相关长度的密钥。

事实上,中国研究人员已经将传统的格约化分解技术与量子近似优化(QAOA)算法相结合。根据他们的估计,只有 372 个量子比特就足以解密 RSA-2048 密钥。例如,IBM 很快就会有一个与之相当的系统。有 433 个量子比特可用于 IBM Osprey 处理器。按照这一说法,那么用不了几年,量子计算机就会破解RSA-2048加密标准。




原文链接:https://www.securitynewspaper.com/2023/01/04/researchers-break-rsa-algorithm-with-a-quantum-computer/


---煤油灯科技victorlamp.com翻译整理---

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