امنیت بیت‌کوین در هم می‌شکند!

تحقیقات کامپیوتر کوانتومی IonQ اولین طرح جامع برای شکستن امضاهای منحنی بیضوی 256 بیتی را ارائه می دهد.

IonQ اولین طرح جامع جهان را برای شکستن امضای منحنی بیضوی 256 بیتی با کامپیوتر کوانتومی منتشر کرده است.

این مطالعه تعداد قابل توجهی را برای این موضوع مطرح می کند. بر اساس برآوردها، یک ماشین کوانتومی متحمل خطا می تواند مشکل منحنی بیضوی بیت کوین secp256k1 را در حدود 25.7 روز حل کند.

محققان به 19397 کیوبیت فیزیکی برای محاسبه نیاز داشتند. این شکل شامل سخت افزار مورد نیاز برای اجرای الگوریتم با تصحیح خطای کوانتومی است.

این نتیجه به این معنی نیست که امنیت بیت کوین امروز می تواند شکسته شود، زیرا IonQ هنوز حمله ای به یک کامپیوتر کوانتومی فعال نشان نداده است. در عوض، این مقاله کل محاسبات را تا عملیاتی که یک ماشین آینده باید انجام دهد ردیابی می کند.

Shor را به سخت افزار تبدیل کنید

الگوریتم شور مدتهاست که مسیری نظری برای شکستن رمزنگاری کلید عمومی با کامپیوترهای کوانتومی ارائه کرده است. با این حال، ترجمه این ریاضیات به یک ماشین، یک مشکل مهندسی بسیار بزرگتر را ایجاد می کند.

محققانی که IonQ را توسعه می‌دهند، حمله به secp256k1 را به‌عنوان یک حجم کاری واقعی مقاوم در برابر خطا مدل‌سازی کردند. این منحنی به یک معیار مفید تبدیل شده است زیرا بیت کوین به آن متکی است و رمزنگاران آن را به طور گسترده مطالعه کرده اند.

طراحی حاصل از 1457 کیوبیت منطقی و تقریباً 39 میلیون گیت تافولی استفاده می کند. این منابع منطقی پس از ورود تصحیح خطا به تصویر، به هزاران کیوبیت فیزیکی گسترش می‌یابند.

کریس بالانس، رئیس محاسبات کوانتومی در IonQ، گفت که تیم محاسبات را به اصول اولیه تصحیح خطا خلاصه کرده است. این سطح از جزئیات همچنین به محققان این امکان را می دهد که یک حد پایین قابل اثبات را برای احتمال تکمیل موفقیت آمیز محاسبات محاسبه کنند.

محققان گفتند که تخمین‌های قبلی اغلب بخش‌هایی از دستگاه را که می‌توانستند بر زمان اجرا تسلط داشته باشند، ساده‌تر می‌کردند، اما Balance خاطرنشان کرد که هیچ دارایی دیجیتال یا پلت‌فرم‌های ارز دیجیتال در طول این تحقیق مورد حمله قرار نگرفت.

گربه در حال حرکت را به ماشین تبدیل کنید

این تیم از معماری گربه متحرک IonQ برای ترجمه الگوریتم به طراحی سخت افزاری استفاده کرد. این معماری محاسبات یون به دام افتاده را با تکنیک های تصحیح خطای کوانتومی ترکیب می کند.

سپس محققان معماری را بر اساس الزامات خاص secp256k1 تغییر شکل دادند. این سیستمی با 19397 کیوبیت فیزیکی تولید کرد که آن را فقط از مقیاس 20000 کیوبیتی که IonQ در اعلامیه خود ذکر کرده بود کمتر می کند.

جان گمبل، معاون معماری IonQ، نتیجه را به عنوان یک طراحی مهندسی و نه یک برآورد منابع صرفا نظری توصیف کرد. این تمایز مهم است. کامپیوترهای کوانتومی برای ایجاد تعداد کمتری از کیوبیت‌های منطقی قابل اعتماد، به مقدار زیادی سخت‌افزار فیزیکی نیاز دارند.

نقشه راه IonQ در حال حاضر یک سیستم مقاوم در برابر خطا با 10000 کیوبیت فیزیکی در سال 2027 را هدف قرار داده است. این شرکت انتظار دارد که در حدود سال 2028 بهبودهای سخت افزاری و تولیدی بیشتری داشته باشد.

اندازه گیری کوانتومی دقیق تر

مارتین روتلر، معاون تحقیق و توسعه برنامه‌های کاربردی کوانتومی IonQ، گفت که محققان این الگوریتم را همراه با کامپایلر، معماری سخت‌افزار و سیستم تصحیح خطا بهینه‌سازی کردند و این هماهنگی به وارد کردن حجم کاری که زمانی با ماشین‌های بسیار بزرگ‌تر مرتبط بود، به محدوده سیستم‌های مورد نظر IonQ کمک کرد.

نتیجه نشان نمی‌دهد که حمله کوانتومی به بیت‌کوین قریب‌الوقوع است، اما هدف بسیار مشخص‌تری را برای ارزیابی زمان وقوع چنین حملاتی در اختیار محققان قرار می‌دهد.

محققان می گویند این رویکرد می تواند وظایفی فراتر از رمزنگاری را پشتیبانی کند و نقشه راه آن شامل کاربردهای کوانتومی در شیمی، علم مواد، خدمات مالی، بهینه سازی و امنیت ملی است.

بنابراین، مطالعه secp256k1 به عنوان یک آزمون دشوار برای خود معماری عمل می کند. این روش یک الگوریتم کوانتومی شناخته شده، یک استاندارد رمزنگاری واقعی و یک ماشین پیشنهادی را می گیرد، سپس هر سه را با اعدادی که مهندسان می توانند بررسی کنند به هم متصل می کند.

منبع: ایسنا