By Sandra Helsel đăng ngày 04 tháng 2022 năm XNUMX
Bản tóm tắt tin tức lượng tử hôm nay đi sâu vào vụ hack thuật toán mã hóa SIKE của hai người Bỉ sử dụng CPU Intel Xeon; bài báo kết thúc với phản hồi của người đồng sáng tạo SIKE. Một bài viết thảo luận về mã hóa kháng lượng tử sẽ xuất hiện tiếp theo trong dòng bài hôm nay, sau đó là một thông báo có phần kỳ lạ từ Hackaday về Máy ảo lượng tử của Google và THÊM.
Tiền điện tử hậu lượng tử bị bẻ khóa trong một giờ với một lõi của Xeon cổ
Một trong bốn thuật toán mã hóa mà Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) khuyến nghị là có khả năng chống lại sự giải mã của máy tính lượng tử đã bị các nhà nghiên cứu sử dụng lõi đơn của CPU Intel Xeon thông thường phát hành vào năm 2013 tạo ra các lỗ hổng. Bản tóm tắt tin tức lượng tử tóm tắt bài viết gần đây của Laura Dobberstein trên tờ Register mà cô ấy mở đầu bằng câu: "Thuật toán mới tiện lợi của NIST có vẻ như đang gặp sự cố."
Sản phẩm Đóng gói khóa Isogeny siêu cấp (SIKE) thuật toán là lựa chọn bởi NIST chỉ vào tháng trước với tư cách là ứng cử viên cho tiêu chuẩn hóa, nghĩa là nó đã tiến tới một vòng thử nghiệm bổ sung trên đường để nhận con nuôi.
Trong SIKE có thuật toán mã hóa khóa công khai và cơ chế đóng gói khóa, mỗi cơ chế được khởi tạo với bốn bộ tham số: SIKEp434, SIKEp503, SIKEp610 và SIKEp751.
Microsoft – nhóm nghiên cứu của họ đóng vai trò trong việc phát triển thuật toán cùng với nhiều trường đại học, Amazon, Infosec Global và Texas Instruments – đã thành lập quỹ trị giá 50,000 USD bounty cho bất cứ ai có thể bẻ khóa nó. Hai người Bỉ, Wouter Castryck và Thomas Decru, tuyên bố đã làm được điều đó bằng cách sử dụng silicon x86 phi lượng tử.
Microsoft đã mô tả thuật toán này bằng cách sử dụng các phép toán số học trên các đường cong elip được xác định trên các trường hữu hạn và các bản đồ điện toán, còn được gọi là các đường đồng phân, giữa các đường cong. Việc tìm ra một sự đồng nhất như vậy được cho là đủ khó để mang lại sự bảo mật hợp lý – niềm tin giờ đây đã bị phá vỡ bởi công nghệ chín tuổi.
Người đồng sáng tạo SIKE, David Jao, được cho là tin rằng phiên bản SIKE do NIST gửi đã sử dụng một bước duy nhất để tạo khóa và một biến thể linh hoạt hơn có thể được tạo ra bằng hai bước.
*****
Mật mã lượng tử kháng máy tính: Trước đây không phù hợp với TLS
Mã hóa kháng lượng tử (QCRC) vẫn là chủ đề tranh luận gay gắt giữa các chuyên gia. Chìa khóa lớn gây ra mối lo ngại lớn. Các máy tính lượng tử mạnh mẽ vẫn còn nằm ngoài tầm với, nhưng các chuyên gia mật mã ngày nay muốn phát triển các giao thức mạnh mẽ hơn. Theodore Meeks gần đây đã viết về sự cần thiết và những rào cản trong Bản tóm tắt Tin tức Lượng tử và Phân tích Hàng không.
Nhiều năm trước, chính quyền Hoa Kỳ đã mời NIST tham gia cạnh tranh và sau khi đánh giá các ứng cử viên, gần đây đã chọn một thuật toán để trao đổi khóa và ba thuật toán để trao đổi chữ ký. Họ sẽ có thể chịu được các cuộc tấn công giải mã trong tương lai. Những người chiến thắng trong cuộc thi ký kết là Dilithium-II, Falcon-512 và Sphincs+, và Kyber đã được chọn để trao đổi chìa khóa.
Nhưng vẫn còn nghi ngờ liệu nó có được sử dụng trên quy mô lớn như mong đợi hay không. Bởi vì cả ba thuật toán chữ ký và Kyber đều tạo ra các gói dữ liệu lớn hơn nhiều so với các phương pháp ngày nay, vượt quá kích thước gói tối đa trên nhiều đường dẫn Internet (MTU, Maximum Transmission Unit).
Theo Eric Riscorla, giám đốc công nghệ của Mozilla, tin tốt duy nhất là máy tính lượng tử mạnh mẽ vẫn là chuyện của tương lai. Tuy nhiên, vấn đề cơ bản của công nghệ TLS hiện tại vẫn chưa được giải quyết: nếu bạn lưu tất cả các gói truyền thông TLS và tấn công chúng nhiều năm sau bằng máy tính lượng tử, thì sau này bạn có thể giải mã các đường truyền bí mật hiện có. IETF cũng muốn ngăn chặn điều này càng nhiều càng tốt, đó là lý do tại sao họ đang làm việc với một số nhóm làm việc về chủ đề điện trở của máy tính lượng tử.
*****
'Máy ảo lượng tử' của Google miễn phí
Google muốn nâng cấp trò chơi mô phỏng của bạn bằng “Máy ảo lượng tử” mà bạn có thể sử dụng miễn phí. Al Williams đã giải thích gần đây trên Hackaday và Quantum News Briefs tóm tắt tại đây. Máy ảo lượng tử có thể được triển khai ngay lập tức từ sổ tay Colab và có sẵn miễn phí. Bạn không cần phải xếp hàng chờ nhận kết quả của chương trình và có thể lặp lại kết quả một cách nhanh chóng.
Nhìn bề ngoài, có vẻ như cách nói tiếp thị chỉ dành cho một trình mô phỏng lượng tử khác. Nhưng nếu bạn đọc bài đăng, có vẻ như nó đang cố gắng mô hình hóa các hiệu ứng từ bộ xử lý Sycamore thực sự bao gồm phân rã và mất pha qubit cùng với các lỗi cổng và lỗi đọc. Điều này tạo thành cái mà Google gọi là đầu ra “giống bộ xử lý”, nghĩa là nó không hoàn hảo như một máy tính lượng tử thực sự.
Nếu bạn cần nhiều qubit hơn mức Google sẵn sàng hỗ trợ, có nhiều cách để bổ sung thêm điện toán bằng cách sử dụng các nút điện toán bên ngoài. Ngay cả khi bạn có quyền truy cập vào một máy thực có kích thước đủ lớn, điều này vẫn hữu ích vì bạn không phải xếp hàng chờ đợi trên máy. Bạn có thể giải quyết rất nhiều vấn đề trước khi vào máy tính thực sự.
Nếu bạn thực sự cần một máy tính lượng tử thì quá trình mô phỏng có thể quá chậm để có thể thực hiện được. Nhưng ít nhất là thế này”. . . có thể giúp bạn giải quyết các vấn đề nhỏ hơn trước khi giải quyết toàn bộ enchilada” theo Williams.
*****
Một nhóm nghiên cứu liên ngành do UCLA dẫn đầu bao gồm các cộng tác viên tại Đại học Harvard hiện đã phát triển một chiến lược cơ bản mới để xây dựng máy tính lượng tử, theo báo cáo của Wayne Lewis trong Phys.org. Trong khi công nghệ tiên tiến hiện nay sử dụng các mạch điện, chất bán dẫn và các công cụ kỹ thuật điện khác, nhóm này đã tạo ra một kế hoạch trò chơi dựa trên khả năng của các nhà hóa học trong việc thiết kế các khối xây dựng nguyên tử tùy chỉnh để kiểm soát các đặc tính của các cấu trúc phân tử lớn hơn khi chúng được đưa vào sử dụng. cùng nhau.
Những phát hiện này được công bố vào tuần trước trên Hóa học tự nhiên, cuối cùng có thể dẫn đến một bước nhảy vọt về sức mạnh xử lý lượng tử.
Eric Hudson, Giáo sư Vật lý của Tổng thống David S. Saxon của UCLA và là tác giả tương ứng của nghiên cứu cho biết: “Ý tưởng là, thay vì chế tạo một máy tính lượng tử, hãy để hóa học xây dựng nó cho chúng ta”. “Tất cả chúng tôi vẫn đang tìm hiểu các quy tắc của loại công nghệ lượng tử này, vì vậy công việc này hiện rất khoa học viễn tưởng.”
*****
Sandra K. Helsel, Ph.D. đã nghiên cứu và báo cáo về các công nghệ biên giới từ năm 1990. Cô có bằng Tiến sĩ. từ Đại học Arizona.
