علماء صينيون تمكنوا من كسر تشفير RSA باستخدام جهاز كمبيوتر كمي

يزعم باحثون أنهم نجحوا في كسر تشفير RSA باستخدام حاسوب كمي، لكن ماذا حدث فعليا؟

يقول باحثون في الصين إنهم استخدموا حاسوبًا كميًا لكسر تشفير RSA. لكن هذا لا يعني بالضرورة أن رسائل البريد الإلكتروني أو رسائل واتساب الخاصة بك سيتم اعتراضها في أي وقت قريب.

يستخدم التشفير لحماية البيانات الحساسة، مثل المعلومات المصرفية والسجلات الطبية، عندما يتم نقلها عبر الإنترنت. RSA – الذي سمي على اسم مبتكريه، رون ريفست، وأدي شامير، وليونارد أدلمان – هو نوع من التشفير، يسمى التشفير غير المتماثل، والذي يستخدم مفتاحين مختلفين ولكن مرتبطين لحل مشكلة رياضية.

لقد أثبت التشفير أنه طريقة ناجحة لحماية المعلومات الحساسة، لأنه يتطلب حسابًا رياضيًا معقدًا لدرجة أنه لا يمكن حله حتى بواسطة أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم اليوم – ما لم يكن لديهم المفتاح التشفيري.

لقد كان من المتوقع منذ فترة طويلة أن تجعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية تقنية التشفير الحالية عتيقة. تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكمومية معالجة كميات هائلة من المعلومات في وقت أقل بكثير من الوقت الذي تستطيعه أجهزة الكمبيوتر التقليدية. وذلك لأنها، بفضل قوانين ميكانيكا الكم – والبتات الكمومية التي تعمل بها – يمكنها معالجة الحسابات بالتوازي بدلاً من التتابع. من الناحية النظرية، هذا يعني أن الأمر سيستغرق ثوانٍ فقط من جهاز كمبيوتر كمومي لحل مشكلة تستغرق أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ملايين السنين.

ومع ذلك، فإن الحوسبة الكمومية هي تقنية ناشئة، وتحتوي أقوى الآلات الكمومية اليوم على آلاف البتات الكمومية. وقد توقع العلماء أننا سنحتاج إلى آلة تحتوي على ملايين البتات الكمومية لتكون أقوى من أقوى أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لدينا. تتطلب أجهزة الكمبيوتر الكمومية أيضًا مختبرات مخصصة، بالإضافة إلى البنية التحتية باهظة الثمن والمعقدة.

ولكن في دراسة نُشرت في مجلة Chinese Journal of Computers في مايو، وجد الباحثون أن D-Wave Advantage – وهي آلة تحتوي على 5760 بت كمومي أنشأتها شركة D-Wave Quantum Systems ومقرها كاليفورنيا – يمكن أن تكسر تشفير RSA الذي تحدوها لحله.

وقد قامت الآلة بذلك من خلال عملية تسمى التلدين الكمي. يستخدم التلدين الكمي التقلبات الكمومية – التغيرات غير المنتظمة في مستويات الطاقة في الأنظمة الكمومية – لتحسين المشكلة بحيث يتم حلها بأسهل طريقة ممكنة.

وعلى الرغم من أنهم استخدموا جهاز كمبيوتر كمي لفك تشفير RSA، إلا أنهم استخدموا عددًا صحيحًا مكونًا من 50 بت فقط لتشفير RSA. الحجم مهم حقًا في التشفير. ترتبط قوة تشفير RSA بطول العدد الصحيح – والذي يحدد مدى حجم المشكلة. على سبيل المثال، يحتوي عدد صحيح مكون من 50 بت على 9.67 × 10 ^ 16 قيمة ممكنة.

ولكن أغلب تقنيات التشفير الحديثة تستخدم الآن أعدادًا صحيحة تتراوح بين 1024 و2048 بت. فالعدد الصحيح الذي يبلغ طوله 1024 بت يحتوي على 1.797 × 10^308 قيمة ممكنة، في حين يحتوي العدد الصحيح الذي يبلغ طوله 2048 بت على 3.231 × 10^616 قيمة ممكنة. وبالتالي، فإن عدد القيم الممكنة لأساليب التشفير الحديثة أكبر بشكل هائل ــ وبالتالي أكثر تعقيدًا ــ من تلك التي تغلب عليها الباحثون.

يعد البحث دليلاً مثيرًا للاهتمام على المفهوم يعزز التوقعات بأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكنها ذات يوم فك تشفير تقنيات التشفير الحديثة. ورغم عدم ذكر ذلك في الورقة البحثية، فإن الخطوات الطبيعية التالية لأبحاث مثل هذه سوف تدرس كيف يمكن لتقنية D-Wave Advantage والتلدين الكمومي التعامل مع نماذج التشفير ذات الأعداد الصحيحة الأكبر، مثل الأعداد الصحيحة التي يبلغ طولها 128 أو 256 بت.

كما يشير هذا إلى أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادمة وسوف يكون لها تأثير على الأمن الذي يعتمد على التشفير. ولهذا السبب يعمل العلماء أيضاً على بناء تقنيات التشفير ما بعد الكم ــ وهو نوع من التشفير يستخدم خوارزميات لا يمكن حلها بواسطة أجهزة الكمبيوتر الكمومية. ولكن مثل أجهزة الكمبيوتر الكمومية، لا تزال هذه التكنولوجيا على بعد سنوات من تحقيقها بالكامل.