Trung Quốc ‘bẻ khóa’ thành công thuật toán mã hóa nhờ máy tính lượng tử

Trong nghiên cứu mới nhất do Wang Chao, thuộc Đại học Thượng Hải, dẫn đầu, nhóm nghiên cứu cho biết họ đã sử dụng máy tính lượng tử do D-Wave Systems của Canada sản xuất để bẻ khóa thành công thuật toán mật mã, đánh dấu một cột mốc quan trọng.

Bằng cách sử dụng D-Wave Advantage, họ đã tấn công thành công các thuật toán Present, Gift-64 và Rectangle, được gọi là đại diện chính của cấu trúc Substitution-Permutation Network (SPN). Cấu trúc này là nền tảng cho các tiêu chuẩn mã hóa nâng cao (AES), một hệ thống được sử dụng rộng rãi trong các giao thức mã hóa tài chính và quân sự.

Trong khi AES-256 thường được dán nhãn là cấp độ quân sự và được coi là tiêu chuẩn mã hóa an toàn nhất hiện có, nghiên cứu cho thấy máy tính lượng tử có thể sớm đe dọa đến tính bảo mật đó.

Nhóm của Wang cho biết “đây là lần đầu tiên máy tính lượng tử gây ra mối đe dọa thực sự và đáng kể” đối với cơ chế bảo vệ mật khẩu lâu đời được sử dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng, bao gồm ngân hàng và quân đội.

Mặc dù lĩnh vực điện toán lượng tử đa năng vẫn đang trong giai đoạn đầu, không có rủi ro ngay lập tức với các hệ thống mật mã hiện đại. Các nhà khoa học đang ngày càng khám phá các máy tính lượng tử chuyên dụng cho các mục đích sử dụng tiềm năng và cả các lỗ hổng.

Máy tính lượng tử D-Wave Advantage ban đầu được thiết kế cho các ứng dụng thực tế hơn là để bẻ khóa mật khẩu. Trước đây, nó đã được nhiều công ty và tổ chức sử dụng cho các nhiệm vụ hậu cần và tài chính.

Máy tính lượng tử sử dụng kỹ thuật được gọi là ủ lượng tử, mô phỏng quá trình tương tự như luyện kim, trong đó vật liệu được nung nóng và làm nguội để tăng độ bền. Phương pháp này cho phép máy tính giải quyết nhanh chóng các bài toán phức tạp.

Nhóm nghiên cứu mô tả kỹ thuật này tương tự như một thuật toán trí tuệ nhân tạo có khả năng tối ưu hóa các giải pháp trên quy mô toàn cầu. Nhóm của ông đã kết hợp kỹ thuật ủ lượng tử với các phương pháp toán học thông thường để tạo ra một kiến ​​trúc tính toán mới lạ. 

Mặc dù đạt được thành tựu này, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận những hạn chế hiện tại của công nghệ điện toán lượng tử. Trong báo cáo, Wang cho biết mặc dù điện toán lượng tử có triển vọng nhưng sự phát triển của nó bị cản trở bởi các yếu tố môi trường, phần cứng chưa hoàn thiện và thách thức trong việc thiết kế một thuật toán duy nhất có khả năng bẻ khóa nhiều hệ thống mật mã.

Nghiên cứu nhấn mạnh rằng mặc dù máy tính lượng tử vẫn chưa tiết lộ mật mã cụ thể được sử dụng trong các thuật toán thử nghiệm, nhưng khi công nghệ tiến bộ, những phát triển tiếp theo có thể tạo ra các cuộc tấn công lượng tử mạnh mẽ hơn. 

Hoài Phương (theo SCMP)