اخباربلاکچینبلاکچیندیجی ارزهاکوین ایرانمقالات تحلیلی

محاسبات کوانتومی

محاسبات کوانتومی، روزی قادر به پیشی گرفتن از قدرت پردازش کامپیوترهای کلاسیک امروزی خواهند بود. و این فکر و تصور، موجب ایجاد نگرانی در رمزنگارها (رمزگشاها) و کاربران رمزارزها (ارزهای دیجیتالی) شده است.

اما John Martinis، کارشناس و متخصص محاسبات کوانتومی گوگل می خواهد آنها را نسبت به این نگرانی آسوده خاطر کند.

Martinis، این هفته دریک رویداد مهم رمزنگاری دردانشگاه سانتا باربارا کالیفرنیا، در مورد اینکه چرا مدت زمان یک دهه یا بیشتر، ساخت یک کامپیوتر کوانتومی می تواند طول بکشد صحبت کرد. او گفت: ” براستی این واقعا راهی سخت، و دشوارتراز ساخت یک کامپیوتر کلاسیک می باشد.”

او به توضیح در مورد یک کنفرانس چهارروزه به نام Crypto 2017، آن هم پشت درهای بسته که تحت حمایت

International Association for Cryptographic Research، (انجمن بین المللی تحقیقات رمز نگاری) برگذار شد پرداخت، که به گفته او در آن کنفرانس، دلیل اصلی بسیار دشوار بودن ساخت یک کامپیوتر کوانتومی، ناپایدار بودن کوبیت ها (qubits)  یا به عبارتی بیت های کوانتومی – که نظیر همان بیت ها در کامپیوترهای کلاسیک می باشد- اعلام شده است. و این امر مستلزم تلاش مضاعف فیزیک دانان برای حل این مشکل می شود.

شکستن رمز نگاری کلید عمومی

رمزنگارها نگرانند، زیرا اگر محققان موفق به ساخت یک کامپیوتر کوانتومی که عملکردی بهتر از کامپیوتر های کلاسیک را دارد، بشوند، به دلیل الگوریتم Shor (الگوریتمی است که بر روی یک کامپیوتر کوانتومی اجرا می شود و بر گرفته از نام ریاضیدان برجسته Peter Shor می باشد)  قادر به شکستن ابزار مورد استفاده در انتقال محافظت  شده و امن داده ها از طریق اینترنت، به نام رمز نگاری RSA خواهند شد.

همچنین به روش مشابه، محاسبات کوانتومی ممکن است بتوانند امضاهای دیجیتالی مورد استفاده در بیتکوین و سایر ارزهای دیجیتالی را رمز گشایی کنند. و سرانجام و حاصل این اتفاق، خوشایند نخواهد بود.

Bernardo David، یک رمزنگار (cryptographer) در Tokyo Institute of Technology، دراین باره توضیح داد: ” این بدان معنی است که شما قادر خواهید بود تراکنش ها را جعل کرده و کوین ها را به سرقت ببرید.”

اما تا محقق شدن این تهدید، راهی طولانی در پیش است.

کوبیت های ناپایدار

Martinis، روی صحنه با نگه داشتن یک تلفن همراه  برای نشان دادن وضعیت یک کوبیتِ متزلل، نوسانی و ناپایدارکه درحال حرکت در یک فضای سه بعدی می باشد، مشخص کرد که چرا ساخت یک کامپیوتر کوانتومی می تواند چندین و چند سال به طول بی انجامد.

در حالی که کامپیوترهای کلاسیک از بیت های اطلاعات از قبیل ۱ و ۰ بسان یک دنیای دو بعدی استفاده می کنند، یک کامپیوتر کوانتومی از کوبیت هایی استفاده می کند که می توانند نشان دهنده هر دو رقم به طور همزمان و در دامنه گسترده ای از استقرار(superpositions)  هردو حالت باشد.

واقعیت این است که ناپایداری ذاتی کوبیت ها باعث می شود پیشرفت در این عرصه نیاز به تلاش زیادی داشته باشد.

برای مثال، بعضی ها رقابت آزمایشگاه های محاسبات کوانتومی را مشابه “مسابقات اسب دوانی” ، یعنی بر اساس اینکه چه کسی کوبیت های بیشتری دارد، می بینند. Martinis گفت: “این اشتباه است”.و توضیح می دهد که هر دو خطای کوبیت و کوبیتها باید مورد توجه قرار بگیرند،این کار بیشتر شبیه به یک مسابقه اسب دوانیِ دو بعدی می باشد.

او می گوید: با وجود این که بیشتر فیزیکدان ها به دلیل افتخار امیز بودن  آن ، بهترین نرخ خطاهای خود رابه شما اعلام می کنند،اما سازندگان سیستم هایی که جهت حیات کاربرد دارد می دانند که همیشه وقوع وحشتناک ترین و بدترین خطا است که شما را از پای در می اورد.

در نهایت گروه او امیدوار است که نسبت خطای کوبیت خود را به میزان بالایی کاهش دهد. او گفت: اما در این لحظه آنها بیشتر” نزدیک به Kitty Hawk هستند تا به ماه.” (کنایه از محل چهار بار آزمایش هواپیمای برادران رایت در چهار کیلومتری Kitty Hawk، در کارولینای شمالی)

برتری کوانتوم

به موازات ساخت یک کامپیوتر کوانتومی، گوگل برنامه هایی برای به دست آوردن اهداف کوچکتر را نیز دارد.

به عنوان مثال: هدف گوگل قبل از پایان سال، رسیدن به “برتری کوانتومی” می باشد. حالتی که در آن یک کامپیوتر کوانتومی می تواند از هر کامپیوتر متعارفی بهتر عمل کند.

Martinis فکر می کند گروه او قادر به تکمیل آن می باشد. اما برای انجام این کار، نیاز به یک آرایه ای (array) از ۵۰ کوبیت می باشد. آنها در حال حاضر ۲۲ کوبیت دارند و او معتقد است باید قادر به دستیابی به مقیاسی فراتر از آن شوند.

در صحبت با Martinis پرسیدم که چه مدت طول می کشد تا برنامه رمزنگاری RSA را بشکند. در پاسخ گفت: حتی اگر گروهش بتواند طی ده سال یک کامپیوتر کوانتومی بسازد، احتمال شکستن RSA، بسیار طولانی تر از این زمان خواهد برد.

واقعیت بلاکچین

با توجه به این مطلب، برای درک  بهتر ازمیزان تهدید محاسبات کوانتومی برای امضاهای دیجیتالیِ بیتکوین، با چندین رمزنگار (رمزگشا) در Crypto 2017 به صحبت پرداختم.هیچ کس علاقه زیادی برای گفتگو در این مورد نشان نداد.

 

یکی از رمز نگارها که می خواست نامش مخفی بماند، معتقد بود که شکسته شدن امضاهای دیجیتالی نیاز به صرفه هزینه بالا در سطح دولتی دارد و با کنایه اضافه می کند: اولین شکست، شبیه به شیرین کاری یک بدل کاری خواهد بود که بر روی یک دستگاه (ماشین) ۵۰ میلیون دلاری انجام می دهد.

او افزود: ” شکستن یک امضا ممکن است چند ماه و یا چند دقیقه طول بکشد، اما یک عملیات بسیار گران قیمت برای این امر خواهد بود.اما هنگامی که آنها یکی را شکستند، سپس ما در مورد آن که برای یک خلافکار اساسا سرقت هر یک دلار چقدر زمان خواهد برد به صحبت خواهیم پرداخت.”

حال آنکه یکی دیگر از کارشناسان که او هم نخواست نامش افشا شود به طور کامل این ایده را به تمسخر گرفته بود و با تکان دادن دست اذعان داشت: تا زمانی که کامپیوترهای کوانتومی بخواهند در دسترس قرار بگیرند، پیشرفت و توسعه رمزنگاریِ کلید عمومی به حدی پیشرفت کرده است که دیگر این نگرانی بی مورد خواهد بود. وی افزود: ” امکان اجرایی طرح و برنامه های خطرات و تهدیدات جدی، ۲۰ تا ۳۰ سال زمان خواهد برد تا به واقعیت تبدیل شود، و تا آن زمان ما طرح و برنامه های امضای دیجیتالی  بهتری خواهیم داشت.”

اگر این پیش بینی درست باشد، بیتکوین و سایر رمزارزها  از زمان ورود محاسبات کوانتومی هم باید برای مدت زمان طولانی به شکل منطقی وعاقلانه، در برابر آن ایمن  باقی بمانند.

 

Shor Algorithm: الگوریتمی است که بر روی یک کامپیوتر کوانتومی اجرا می شود و بر گرفته از نام ریاضیدان برجسته Peter Shor می باشد.

RSA: یک تکنولوژی رمزنگاری کلید عمومی که توسط RSA Data Security ساخته شده است. که مخفف اسم سه مخترع آن به نام های Rivest، Shamir، وAdelman ، می باشد.

 



دیدگاه هایی که در این مقاله ارائه شده اند، متعلق به نویسنده می باشند و لزوماً مربوط به Coiniran نمی باشد و نباید به آن نسبت داده شود.



  source & image

 

نوشته های مشابه

2 thoughts on “محاسبات کوانتومی”

  1. بسیار مطلب مهمی برای آینده ی بیت کوین و کلا مبحث رسیدن کلید عمومی به خصوصی می باشد، اما همانطور که در مقاله ذکر شد به نظر واقعا خیلی زمان می بره تا کامپیوترهای کوانتومی ایجاد بشوند و احتمالا تا آن زمان راه هایی بوجود می آید که بتوان ایمن سازی کرد که از پابلیک کی به پرایویت نرسید یا ساختاری ایجاد کرد که این خطر را رفع کرد، تا بحال هیچ گونه شکستن رمزی فک نمیکنم برای RSA اتفاق افتاده باشه، حتی نمونه دیگه ای که می توان نام برد تلگرام می باشد که در جایی خوانده بودم که تلگرام هم بر اساس RSA رمزنگاری شده است، و حتی جایزه برای شکستن اون هم قرار داده اند !
    تازه شاید بشه مثلا در آن فاکتور های دیگه ای افزود تا بتوان رمزگذاری را سختر کرد به عنوان مثال فاکتور تاریخ و زمان و امثال این که موجب سختتر شدن رمز و به همان سختر شدن شکستن آن شود.
    تشکر فراوان بابت بررسی و انتشار این پست، پایدار باشید./

    1. با سلام و ابراز تشکر از دقت نظر و لطف شما.
      همانطور که شما کاملا به اهمیت این مبحث واقف هستید، و بر اساس گفته هاتون با این موضوع آشنایی دارید، ما تلاش می کنیم تا خبرهای جدید در مورد پیشرفت های صورت گرفته در کامپیوتر های کوانتومی و ناپایداری ذاتی کوبیت ها که تا سال های بسیار زیادی به لحاظ امنیتی خطری برای کاربران کامپیوترهای معمول ایجاد نخواهند کرد رو، در اختیار دوستان عزیزی مثل شما قرار بدیم.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن