Crittografia militare violata da scienziati cinesi con un computer quantistico

Un algoritmo di crittografia di livello militare è stato violato da ricercatori cinesi che hanno utilizzato un computer quantistico D-Wave. Si tratta del primo attacco quantistico riuscito ad algoritmi di crittografia ampiamente utilizzati. Questo tipo di hacking rappresenta una minaccia significativa per i settori militare e finanziario.

Inizialmente progettato per usi non crittografici, il sistema D-Wave Advantage utilizzato nel processo ha violato gli algoritmi SPN (Substitution-Permutation Network-structured).

Sebbene i codici di accesso specifici non siano ancora stati violati, si tratta ancora di una minaccia importante in fase iniziale.

Effetto tunneling quantistico

I ricercatori hanno affermato che i progressi dei vari computer quantistici nei loro sforzi per attaccare RSA sono stati notevolmente lenti.

A differenza dei vincoli imposti da tecnologie chiave come i codici di correzione degli errori sui computer quantistici universali, gli sviluppi teorici e hardware dei computer quantistici speciali D-Wave mostrano una traiettoria di crescita stabile, secondo i ricercatori.

I computer quantistici speciali D-Wave hanno un effetto tunneling quantistico unico, in grado di saltare fuori dagli estremi locali in cui gli algoritmi intelligenti tradizionali sono inclini a cadere. Secondo i ricercatori, può essere considerata una classe di algoritmi di intelligenza artificiale con capacità di ottimizzazione globale.

Computer quantico D-Wave

I ricercatori hanno introdotto due approcci tecnici basati sull’algoritmo di ricottura quantistica, utilizzando l’algoritmo quantistico puro e la ricottura quantistica combinata con l’algoritmo classico per implementare l’attacco di crittografia a chiave pubblica RSA (fattorizzazione del grande intero NFpq).

Un approccio consiste nel convertire il metodo matematico dell’attacco crittografico in un problema di ottimizzazione combi-natoriale o in un problema di ricerca nello spazio esponenziale, che viene risolto dal modello di Ising o dal modello QUB0.

“Proponiamo un modello di ottimizzazione di alto livello per le tabelle di moltiplicazione e stabiliamo una nuova formula di riduzione della dimensionalità dai due aspetti del risparmio delle risorse dei qubit e del miglioramento della stabilità del modello di Ising, e decomponiamo il livello di due milioni di numeri interi 2 269 753 usando il vantaggio dell’onda D”, hanno detto i ricercatori nello studio.

L’algoritmo di ricottura quantistica come strumento di guida verso la soluzione

Pubblicato sul Chinese Journal of Computers, il secondo approccio della ricerca si basa sull’algoritmo di ricottura quantistica fuso con i metodi matematici degli attacchi crittografici per ottimizzare gli attacchi ai componenti crittografici. L’algoritmo classico di riduzione del reticolo è integrato sinergicamente con l’algoritmo di Schnorr.

L’algoritmo di ricottura quantistica è incorporato e la direzione di arrotondamento dell’algoritmo Babai è regolata sfruttando l’effetto tunneling quantistico per una precisa determinazione del vettore, secondo i ricercatori.

“Sfruttando le capacità di accelerazione esponenziale dell’informatica quantistica, affrontiamo la sfida calcolando due direzioni di arrotondamento per le soluzioni su ogni bit di un reticolo N-dimensionale. Ciò consente di realizzare una ricerca esponenziale nello spazio delle soluzioni, una capacità al di là della portata dei metodi di calcolo tradizionali”, hanno dichiarato i ricercatori.

L’algoritmo di ricottura quantistica funziona come un sistema di ottimizzazione verso le soluzioni migliori, più probabili. mentre normalmente bisognerebbe testare tutte le soluzioni, l’algoritmo quantistico viene a guidare progressivamente verso la soluzione ottimale, evitando quindi di testare tutti i percorsi, secondo quanto riportato da SCMP.

Tuttavia, nel mondo quantistico, grazie all’effetto di tunneling quantistico, la pallina può direttamente raggiungere il punto più basso. In questo modo, l’algoritmo di ricottura quantistica può avvicinarsi rapidamente alla migliore soluzione complessiva, secondo la pubblicazione cinese.