近日，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。上海大學(xué)王潮領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，借助加拿大D-Wave公司的Advantage量子計(jì)算機(jī)及其獨(dú)特的量子退火算法，成功實(shí)現(xiàn)了50比特RSA整數(shù)的分解，這一成就標(biāo)志著量子計(jì)算在密碼學(xué)領(lǐng)域的重大應(yīng)用。
RSA加密作為一種廣泛應(yīng)用的非對(duì)稱加密算法，其安全性依賴于大數(shù)分解問題的復(fù)雜性。D-Wave作為量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)先驅(qū)，其Advantage系統(tǒng)擁有超過5000個(gè)量子比特，為破解RSA加密提供了新的可能。
研究團(tuán)隊(duì)通過量子退火算法，將密碼攻擊問題轉(zhuǎn)化為組合優(yōu)化問題，從而降低了解決難度。他們已在《計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)》上發(fā)表研究成果，詳細(xì)描述了利用D-Wave量子計(jì)算機(jī)破解RSA加密的過程。
與傳統(tǒng)算法相比，量子退火算法得益于量子隧穿效應(yīng)，能夠更迅速地找到最優(yōu)解。研究人員已成功分解了一個(gè)22位的RSA整數(shù)，展示了量子計(jì)算在密碼學(xué)領(lǐng)域的潛力。
通過實(shí)際攻擊效果驗(yàn)證，量子退火技術(shù)在破解RSA方面顯著優(yōu)于其他量子計(jì)算方法。本源量子此前的研究也指出，退火機(jī)在分解數(shù)字的能力上比通用機(jī)強(qiáng)大數(shù)十個(gè)量級(jí)，且穩(wěn)定性較高，特別擅長(zhǎng)解決組合優(yōu)化和指數(shù)級(jí)解空間問題。
研究團(tuán)隊(duì)還成功攻破了高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）中的其他重要算法，如Present、Rectangle和Gift-64分組密碼，進(jìn)一步證明了D-Wave量子技術(shù)對(duì)全球敏感信息加密系統(tǒng)的威脅。
研究人員強(qiáng)調(diào)，他們的研究結(jié)果表明D-Wave量子技術(shù)能夠高效攻擊當(dāng)前用于保護(hù)全球敏感信息的加密系統(tǒng)，這對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域構(gòu)成了實(shí)質(zhì)性的挑戰(zhàn)。
此次研究不僅局限于RSA攻擊，還涵蓋了其他主流加密算法的核心基礎(chǔ)——SPN（代換-置換網(wǎng)絡(luò)）結(jié)構(gòu)，顯示量子計(jì)算對(duì)全規(guī)模加密算法構(gòu)成的實(shí)質(zhì)性威脅。
中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)利用D-Wave量子計(jì)算機(jī)和量子退火算法在密碼學(xué)領(lǐng)域取得的這一重大突破，不僅展示了量子計(jì)算在解決復(fù)雜密碼問題上的潛力，也對(duì)現(xiàn)有的加密系統(tǒng)構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。
