A Sanghaji Egyetem kutatócsoportja, Wang Chao vezetésével, új módszert dolgozott ki az RSA titkosítás feltörésére a D-Wave kvantumanalizáló rendszereivel. A kutatás, amelyet a Chinese Journal of Computers szaklapban publikáltak „Quantum Annealing Public Key Cryptographic Attack Algorithm Based on D-Wave Advantage” címmel, jelentős lépés lehet a titkosítási rendszerek elleni kvantum-alapú támadások felé.

A kutatók szerint a D-Wave kvantumszámítógépei hatékonyan tudják optimalizálni a problémamegoldást, így képessé válnak olyan titkosítási módszerek megtámadására, mint az RSA. A tanulmány szerint a kvantumszámítógépek lehetővé tették egy 22 bites RSA egész szám faktorizálását, demonstrálva a kvantumgépek potenciálját a kriptográfiai problémák megoldására.

Kombinatorikus optimalizálás a kriptográfiai támadásokban

A kutatás rávilágít arra, hogy a kvantumanalízis (quantum annealing) hogyan alakíthatja át a kriptográfiai támadásokat kombinatorikus optimalizálási problémákká, amelyek megoldása egyszerűbbé válik a kvantumtechnológiával. Ez az első alkalom, hogy egy valódi kvantumszámítógép komoly fenyegetést jelent a széles körben használt Substitution-Permutation Network (SPN) alapú algoritmusokra, mint például az Advanced Encryption Standard (AES) különböző változatai.

A kutatók nemcsak az RSA-t, hanem más algoritmusokat is megtámadtak, amelyek kulcsszerepet játszanak a modern titkosításban, például a Present, Rectangle, és Gift-64 blokk titkosításokat is.

A kvantumszámítógépek jelentette veszélyek

A kvantumszámítógépek előretörése miatt sok szakértő már korábban is figyelmeztetett arra, hogy ezek az eszközök egy napon képesek lesznek megtörni a jelenlegi titkosítási rendszereket. Ez a kutatás azonban arra utal, hogy ez a veszély hamarabb válhat valósággá, mint korábban gondolták.

A tanulmány arra is figyelmeztet, hogy a ma titkosított adatok veszélyben lehetnek, ha ellenséges szereplők ellopják őket azzal a céllal, hogy később, a kvantumtechnológia fejlődésével feltörjék azokat. Ez azt jelenti, hogy a szervezeteknek már most újra kell gondolniuk, hogyan védik meg adataikat, mielőtt a kvantum támadások valósággá válnak.

Kvantumbiztos titkosítás szükségessége

Számos vállalat már dolgozik a „kvantumbiztos” titkosítási módszereken, amelyek képesek lesznek megvédeni az adatokat a jövőbeli kvantum támadásoktól. Azonban a kínai kutatás hangsúlyozza, hogy az ilyen intézkedéseket sürgősen be kell vezetni a globális kiberbiztonság biztosítása érdekében.

A kutatás rávilágít arra, hogy a kvantumszámítógépek folyamatos fejlődése egyre nagyobb veszélyt jelent a jelenlegi digitális világ biztonságára. A szervezeteknek mihamarabb át kell állniuk a poszt-kvantum kriptográfia (Post-Quantum Cryptography, PQC) megoldásokra, hogy megelőzzék az ilyen támadásokból eredő károkat.

Mi az a kvantumszámítógép?

A kvantumszámítógép olyan számítógép, amely a kvantummechanika törvényeit használja fel a számítások elvégzésére. Míg a hagyományos számítógépek bináris biteken alapulnak, amelyek értéke 0 vagy 1 lehet, addig a kvantumszámítógépek kvantumbiteket (qubit) használnak, amelyek egyszerre több állapotban is lehetnek a szuperpozíció elve alapján.

Hogyan működik a kvantumszámítógép?

A kvantumszámítógépek két fő kvantummechanikai jelenségre támaszkodnak: a szuperpozícióra és az összefonódásra.

• Szuperpozíció (superposition): A szuperpozíció azt jelenti, hogy egy qubit nem csak 0 vagy 1 lehet, hanem egyszerre mindkettő. Ez lehetővé teszi a kvantumszámítógép számára, hogy több számítási állapotot kezeljen egyszerre.

• Összefonódás (entanglement): Az összefonódás olyan kvantummechanikai jelenség, amelyben két vagy több qubit kapcsolódik egymáshoz úgy, hogy az egyik qubit állapotának változása azonnal hatással van a másikra, függetlenül attól, milyen távol vannak egymástól. Ez a kvantuminformációk gyorsabb és hatékonyabb feldolgozását teszi lehetővé.

Előnyök és kihívások

A kvantumszámítógépek elméletileg képesek sokkal gyorsabb számításokra, mint a hagyományos számítógépek bizonyos feladatok esetében, például nagy számok prímtényezőkre bontásában vagy bonyolult kémiai szimulációkban. Azonban a kvantumtechnológia még gyerekcipőben jár, és számos technikai kihívást kell leküzdeni, például a qubitek stabilitását és a zajmentes működést.

Jövőbeni alkalmazások

A kvantumszámítógépek hatalmas potenciállal bírnak az olyan területeken, mint a gyógyszerkutatás, mesterséges intelligencia, titkosítás és anyagtudomány. Ha a technológia kiforrottá válik, alapvetően megváltoztathatja a számítástechnika jövőjét.