Hat China die Quantenbarriere durchbrochen?

Der ultimative Albtraum für Cybersicherheitsexperten ist jemand, der ein Quantum verwendet, um die großen Zahlen zu faktorisieren, die unseren bestehenden Verschlüsselungssystemen zugrunde liegen, von Banken und Finanzmärkten bis hin zum sicheren Zugriff auf Datenbanken auf der ganzen Welt.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Hacks wäre ein solcher Angriff heimlich und praktisch nicht nachweisbar, während das Knacken eines Verschlüsselungssystems im Wesentlichen bedeutet, sie alle gleichzeitig zu knacken.

Es bedeutet, in einer Welt aufzuwachen, in der jedes Geheimnis und jedes bisschen sensibler Daten den tödlichsten Feinden Amerikas ausgesetzt sind.

Das ist das Szenario, das die Bemühungen der Bundesregierung im Jahr 2022 verfolgt, alle Bundesbehörden dazu zu bringen, einen Zeitplan zu entwickeln, wann sie quantensicher sein werden. Inzwischen bei der QAIQAI
Wir haben uns für die Veröffentlichung mit Oxford Economics zusammengetan zwei ökonometrische Berichte auf den katastrophalen Schaden, den ein solcher Angriff für das nationale Stromnetz verursachen würde; für den Kryptowährungsmarkt; und ein neuer Bericht über die möglichen Auswirkungen auf die

Federal Reserve.

Die drängende Frage war, wie schnell Quantencomputer zu einem solchen Angriff fähig sein werden – wie es im Fachjargon heißt, wann ein „kryptographisch relevanter Quantencomputer“ Realität sein wird. Aufgrund der großen technischen Herausforderungen, genügend „verschränkte“, dh gleichzeitig arbeitende Quantenbits aneinanderzureihen, um den schweren Faktorisierungshub zu leisten, bestehen Skeptiker darauf, dass ein solches Ereignis irgendwo in ferner Zukunft liegt, wenn überhaupt.

Jetzt behaupten chinesische Wissenschaftler, sie hätten den Weg in diese Zukunft geebnet. Art von.

In einem neuen Papier, behaupten chinesische Wissenschaftler, sie hätten einen Algorithmus entwickelt, der mit einem 2048-Qubit-Quantencomputer eine sehr harte Verschlüsselungsnuss, nämlich 372-Bit-RSA, knacken könnte. Ihr Algorithmus geht über den von Peter Shor in den 1990er Jahren verfassten hinaus, der die theoretische Grundlage der Entschlüsselungsfähigkeit von Quantencomputern darstellt, indem er einen weiteren Algorithmus verwendet, der vom deutschen Mathematiker Claus-Peter Schnorr entwickelt wurde, der 2022 erklärte, es sei möglich, große Zahlen stärker zu faktorisieren effizienter als Shors Algorithmus – so effizient, dass Sie den RSA-Code sogar mit einem klassischen Computer knacken könnten.

Die Chinesen sagen, sie hätten bewiesen, dass es möglich ist, 2048-Bit-RSA zu entschlüsseln, indem sie einen klassischen Computer mit nur 10 verschränkten Qubits verwenden. Das ist keine leichte Aufgabe angesichts der Tatsache, dass sagten andere Experten Das Knacken von 2048 RSA könnte nicht mit weniger als 20 Millionen Qubits durchgeführt werden, wenn es überhaupt möglich ist.

Das chinesische Team besteht darauf, dass es 48-Bit-RSA mit einem 10-Qubit-Hybridsystem auf Quantencomputer-Basis knackte und dasselbe für 2048-Bit tun könnte, wenn es Zugang zu einem Quantencomputer mit mindestens 372 Qubits hätte. Das ist fast in Reichweite heutiger Quantencomputer. Zum Beispiel IBMsIBM
neu angekündigt Osprey verfügt über 433 Qubits.

Wenn diese Behauptungen wahr sind, dann steht ein Code-knackender Quantencomputer gleich um die technologische Ecke. Aber der Bericht hat viele Zweifel hervorgerufen, einige bezeichnen ihn sogar als Scherz.

Kritiker sind zu Recht skeptisch, dass der von Schnorrs Algorithmus beschriebene Prozess wirklich skalierbar ist, wie der Bericht behauptet. Das chinesische Team gibt sogar zu, dass „die Quantenbeschleunigung des Algorithmus aufgrund der mehrdeutigen Konvergenz von QAOA unklar ist“, das ist die Quanten-Subroutine, die verwendet wird, um das Primzahlrätsel zu lösen und RSA zu knacken. Dies deutet darauf hin, dass sie nicht wissen, ob ihr Algorithmus funktioniert, wenn er mit einer größeren Anzahl von Qubits in einem echten Computer ausprobiert wird.

Es ist ein bisschen so, als würde jemand behaupten, er habe einen Weg gefunden, ein Raumschiff auf dem Mond zu landen, weil er in seinem Garten eine Rakete gebaut hat, die über den Zaun in den Garten seines Nachbarn gesprungen ist.

Vielleicht hat er die Distanz falsch eingeschätzt, aber er hat die richtigen Werkzeuge in der Hand.

In diesem Sinne ist das, was die Chinesen getan haben, richtungsweisend. Wenn wir uns eingehender mit dem Papier befassen, sehen wir, dass ihre Ergebnisse durch die Verwendung eines Hybridsystems erzielt wurden, dh eines, das klassische und Quantenelemente für seine Berechnungen kombiniert. Ein solches System wurde zuvor in der chinesischen Quantencode-Breaking-Forschung verwendet, die ich profiliert habe in einer früheren Kolumne.

Das bedeutet, dass Sie für die Entschlüsselung keinen monolithischen, großen Quantencomputer benötigen – die theoretisch fehlerfreie Quantenmaschine, die bis 2040 endlich fertig sein könnte. Mit Hybrid-Tools können Sie sofort mit der Arbeit an dem Prozess beginnen, im Zeitalter der heutigen fehleranfälligen „verrauschten“ Quantencomputer.

Aus diesem Grund hat die Biden-Administration zu Recht Durchführungsverordnungen erlassen Nationales Sicherheitsmemorandum 10 Agenturen zu drängen, eher früher als später quantensichere Standards einzuführen, während der Kongress die verabschiedet hat Gesetz zur Vorbereitung auf Quanten-Cybersicherheit, zuerst gesponsert vom kalifornischen Kongressabgeordneten Ro Khanna. Gleichzeitig muss unsere Regierung ihre Bemühungen im Wettlauf um die Quantenentschlüsselung beschleunigen, nicht nur durch Quanten allein, sondern auch über den hybriden Weg.

In der Zwischenzeit müssen private Unternehmen und Institutionen ihre eigene Einführung von quantensicheren Lösungen für die Zukunft ihrer Daten und Netzwerke beschleunigen.

Denn der Zeitstrahl bis zum Q-Day wird jedes Mal etwas kürzer.