By Σάντρα Χέλσελ δημοσιεύτηκε 04 Αυγούστου 2022
Η Quantum News Briefs σήμερα ασχολείται με την παραβίαση του αλγόριθμου κρυπτογράφησης SIKE από δύο Βέλγους που χρησιμοποιούσαν επεξεργαστή Intel Xeon. το άρθρο ολοκληρώνεται με την απάντηση του συνδημιουργού του SIKE. Ένα άρθρο που συζητά την κβαντική κωδικοποίηση είναι επόμενο στη σημερινή σειρά, ακολουθούμενο από μια κάπως ιδιότροπη ανακοίνωση από το Hackaday σχετικά με την Quantum Virtual Machine της Google και ΑΛΛΑ.
Το Post-Quantum Crypto έσπασε σε μια ώρα με έναν πυρήνα του Ancient Xeon
Ένας από τους τέσσερις αλγόριθμους κρυπτογράφησης που συνέστησε το Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) ως πιθανό να αντισταθεί στην αποκρυπτογράφηση από κβαντικούς υπολογιστές, είχε τρύπες σε αυτόν από ερευνητές που χρησιμοποιούν έναν μόνο πυρήνα μιας κανονικής CPU Intel Xeon, που κυκλοφόρησε το 2013. Το Quantum News Briefs συνοψίζει το πρόσφατο άρθρο της Laura Dobberstein στο Register με το οποίο ανοίγει, «Ο νέος έξυπνος αλγόριθμος του NIST μοιάζει να έχει πρόβλημα».
Η Υπερsingular Isogeny Key Encapsulation (SIKE) αλγόριθμος ήταν επιλέγονται από το NIST μόλις τον περασμένο μήνα ως υποψήφιο για τυποποίηση, που σημαίνει ότι προχώρησε σε έναν επιπλέον κύκλο δοκιμών καθ 'οδόν στην υιοθεσία.
Μέσα στο SIKE βρίσκεται ένας αλγόριθμος κρυπτογράφησης δημόσιου κλειδιού και ένας μηχανισμός ενθυλακωμένος με κλειδί, καθένας από τους οποίους έχει τέσσερα σύνολα παραμέτρων: SIKEp434, SIKEp503, SIKEp610 και SIKEp751.
Η Microsoft – της οποίας η ερευνητική ομάδα έπαιξε ρόλο στην ανάπτυξη του αλγόριθμου μαζί με πολλά πανεπιστήμια, το Amazon, την Infosec Global και την Texas Instruments – δημιούργησε ένα ποσό 50,000 δολαρίων γενναιοδωρία για όποιον μπορούσε να το σπάσει. Δύο Βέλγοι, ο Wouter Castryck και ο Thomas Decru, ισχυρίζονται ότι έκαναν ακριβώς αυτό, χρησιμοποιώντας μη κβαντικό πυρίτιο x86.
Η Microsoft περιέγραψε τον αλγόριθμο ότι χρησιμοποιεί αριθμητικές πράξεις σε ελλειπτικές καμπύλες που ορίζονται σε πεπερασμένα πεδία και υπολογίζει χάρτες, που ονομάζονται επίσης ισογενείς, μεταξύ των καμπυλών. Η εύρεση μιας τέτοιας ισογονίας θεωρήθηκε ότι ήταν αρκετά δύσκολη για να παρέχει εύλογη ασφάλεια - μια πεποίθηση που τώρα έχει καταρρεύσει από την εννιάχρονη τεχνολογία.
Ο συνδημιουργός του SIKE David Jao φέρεται να πιστεύει ότι η έκδοση του SIKE που υποβλήθηκε από το NIST χρησιμοποίησε ένα μόνο βήμα για να δημιουργήσει το κλειδί και μια πιθανή πιο ανθεκτική παραλλαγή θα μπορούσε να κατασκευαστεί με δύο βήματα.
*****
Κβαντική κρυπτογραφία ανθεκτική σε υπολογιστές: Προηγουμένως δεν ήταν κατάλληλη για TLS
Η κβαντική κωδικοποίηση (QCRC) εξακολουθεί να είναι ένα θέμα έντονης συζήτησης μεταξύ των ειδικών. Τα μεγάλα κλειδιά προκαλούν μεγάλες ανησυχίες. Οι ισχυροί κβαντικοί υπολογιστές εξακολουθούν να είναι κάπως απρόσιτοι, αλλά οι επαγγελματίες κρυπτογράφησης θέλουν να αναπτύξουν ισχυρά πρωτόκολλα σήμερα. Ο Theodore Meeks έγραψε πρόσφατα για την ανάγκη και οδοφράγματα στις συνοψίσεις Aviation Analysis και Quantum News Briefs.
Πριν από χρόνια, η αμερικανική αρχή κάλεσε το NIST να διαγωνιστεί και, αφού αξιολόγησε τους υποψηφίους, επέλεξε πρόσφατα έναν αλγόριθμο για την ανταλλαγή κλειδιών και τρεις για τις υπογραφές. Θα πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν μελλοντικές επιθέσεις αποκρυπτογράφησης. Οι νικητές του διαγωνισμού υπογραφής είναι οι Dilithium-II, Falcon-512 και Sphincs+ και η Kyber επιλέχθηκε για την ανταλλαγή των κλειδιών.
Είναι όμως αμφίβολο αν θα χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα, όπως ελπίζαμε. Επειδή και οι τρεις αλγόριθμοι υπογραφής και ο Kyber δημιουργούν πολύ μεγαλύτερα πακέτα δεδομένων σε σύγκριση με τις σημερινές μεθόδους, υπερβαίνοντας το μέγιστο μέγεθος πακέτων σε πολλές διαδρομές του Διαδικτύου (MTU, Μέγιστη Μονάδα Μετάδοσης).
Σύμφωνα με τον Eric Riscorla, chief technology officer της Mozilla, τα μόνα καλά νέα είναι ότι οι ισχυροί κβαντικοί υπολογιστές εξακολουθούν να είναι κάτι του μέλλοντος. Ωστόσο, το βασικό πρόβλημα της τρέχουσας τεχνολογίας TLS παραμένει άλυτο: εάν αποθηκεύσετε όλα τα πακέτα επικοινωνίας TLS και τους επιτεθείτε χρόνια αργότερα χρησιμοποιώντας έναν κβαντικό υπολογιστή, μπορείτε αργότερα να αποδομήσετε υπάρχουσες μυστικές μεταδόσεις. Το IETF θέλει επίσης να το αποτρέψει όσο το δυνατόν περισσότερο, γι' αυτό και έχει εργαστεί σε διάφορες ομάδες εργασίας με θέμα την αντίσταση κβαντικών υπολογιστών.
*****
Η «Quantum Virtual Machine» της Google χωρίς κόστος
Η Google θέλει να βελτιώσει το παιχνίδι προσομοίωσής σας με το "Κβαντική εικονική μηχανή” που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δωρεάν. Ο Al Williams εξήγησε πρόσφατα στο Hackaday και το Quantum News Briefs συνοψίζει εδώ. Η Quantum Virtual Machine μπορεί να αναπτυχθεί άμεσα από ένα σημειωματάριο Colab και διατίθεται δωρεάν. Δεν χρειάζεται να περιμένετε σε μια ουρά για να λάβετε τα αποτελέσματα του προγράμματός σας και μπορείτε να επαναλάβετε γρήγορα τα αποτελέσματα.
Εκ πρώτης όψεως, ακούγεται σαν μάρκετινγκ για έναν ακόμη κβαντικό προσομοιωτή. Αλλά αν διαβάσετε την ανάρτηση, ακούγεται σαν να προσπαθεί να μοντελοποιήσει εφέ από έναν πραγματικό επεξεργαστή Sycamore, συμπεριλαμβανομένης της αποσύνθεσης qubit και της αποφάσεως μαζί με σφάλματα πύλης και ανάγνωσης. Αυτό σχηματίζει αυτό που η Google αποκαλεί έξοδο τύπου "επεξεργαστή", που σημαίνει ότι είναι τόσο ατελές όσο ένας πραγματικός κβαντικός υπολογιστής.
Εάν χρειάζεστε περισσότερα qubits από αυτά που είναι διατεθειμένη να υποστηρίξει η Google, υπάρχουν τρόποι να προσθέσετε περισσότερους υπολογιστές χρησιμοποιώντας εξωτερικούς κόμβους υπολογισμού. Ακόμα κι αν έχετε πρόσβαση σε ένα πραγματικό μηχάνημα επαρκούς μεγέθους, αυτό είναι βολικό γιατί δεν χρειάζεται να περιμένετε σε μια ουρά για χρόνο σε ένα μηχάνημα. Μπορείτε να επιλύσετε πολλά ζητήματα πριν πάτε στον πραγματικό υπολογιστή.
Εάν χρειάζεστε πραγματικά έναν κβαντικό υπολογιστή, η προσομοίωση είναι πιθανώς πολύ αργή για να είναι πρακτική. Αλλά τουλάχιστον αυτό». . . μπορεί να σας βοηθήσει να επιλύσετε τις στροφές σε μικρότερα προβλήματα πριν αντιμετωπίσετε ολόκληρη την enchilada», σύμφωνα με τον Williams.
*****
Μια διεπιστημονική ερευνητική ομάδα υπό την ηγεσία του UCLA, συμπεριλαμβανομένων συνεργατών στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, έχει τώρα αναπτύξει μια θεμελιωδώς νέα στρατηγική για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών, όπως αναφέρεται από Wayne Lewis στο Phys.org. Ενώ η τρέχουσα κατάσταση της τέχνης χρησιμοποιεί κυκλώματα, ημιαγωγούς και άλλα εργαλεία ηλεκτρικής μηχανικής, αυτή η ομάδα έχει δημιουργήσει ένα σχέδιο παιχνιδιού που βασίζεται στην ικανότητα των χημικών να σχεδιάζουν κατά παραγγελία ατομικά δομικά στοιχεία που ελέγχουν τις ιδιότητες μεγαλύτερων μοριακών δομών όταν τοποθετούνται μαζί.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν την περασμένη εβδομάδα στο Φύση Χημεία, θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε ένα άλμα στην κβαντική επεξεργαστική ισχύ.
«Η ιδέα είναι, αντί να φτιάξουμε έναν κβαντικό υπολογιστή, να αφήσουμε τη χημεία να τον δημιουργήσει για εμάς», δήλωσε ο Eric Hudson, Προεδρικός Καθηγητής Φυσικής του UCLA, David S. Saxon και αντίστοιχος συγγραφέας της μελέτης. "Όλοι μας εξακολουθούμε να μαθαίνουμε τους κανόνες για αυτόν τον τύπο κβαντικής τεχνολογίας, επομένως αυτό το έργο είναι πολύ επιστημονικής φαντασίας αυτή τη στιγμή."
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. ασχολείται με την έρευνα και την αναφορά σε τεχνολογίες αιχμής από το 1990. Έχει το διδακτορικό της. από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.
