中国科学家声称他们用量子计算机破解了 RSA 加密——但有一个问题

研究人员声称使用量子计算机破解了 RSA 加密，但到底发生了什么？

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中国的研究人员表示，他们已经使用量子计算机破解了 RSA 加密。但这并不一定意味着您的电子邮件或 WhatsApp 消息很快就会被拦截。

加密用于保护通过互联网传输的敏感数据，例如银行信息和医疗记录。 RSA——以其创始人罗恩·里维斯特（Ron Rivest）、阿迪·沙米尔（Adi Shamir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）的名字命名——是一种加密类型，称为非对称加密，它使用两个不同但相互关联的密钥来解决数学问题。

加密已被证明是保护敏感信息的成功方法，因为它需要复杂的数学计算，即使是当今世界上最强大的超级计算机也无法解决，除非它们拥有加密密钥。

长期以来，人们一直预测量子计算机将使当前的加密技术变得过时。量子计算机可以在比传统计算机少得多的时间内处理大量信息。这是因为，得益于量子力学定律以及为其提供动力的量子比特，它们可以并行而不是按顺序处理计算。从理论上讲，这意味着量子计算机只需几秒钟就能解决传统计算机需要数百万年才能解决的问题。

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然而，量子计算是一项新兴技术，当今最强大的量子机器拥有数千个量子位。科学家们预测，我们将需要一台拥有数百万量子位的机器，使其比我们最强大的经典计算机更强大。量子计算机还需要专门的实验室，以及昂贵且复杂的基础设施。

但在 5 月份《中国计算机杂志》杂志上发表的一项研究中，研究人员发现 D-Wave Advantage — 由加利福尼亚州 公司创建的 5,760 量子位机器D-Wave 量子系统——可以破解他们要求其解决的 RSA 加密。

该机器通过一种称为量子退火的过程来做到这一点。量子退火利用量子涨落（量子系统中能级的不稳定变化）来优化问题，以便以最简单的方式解决问题。

虽然他们使用量子计算机来解密 RSA 加密，但他们只使用 50 位整数进行 RSA 加密。大小对于加密确实很重要。 RSA 加密的强度与整数的长度有关，这决定了问题的严重程度。例如，50 位整数有 9.67 x 10^16 个可能值。

但现在大多数现代加密技术都使用 1024 至 2048 位整数。 1024 位整数有 1.797 x 10^308 可能值，而 2048 位整数有 3.231 x 10^616 可能值。因此，现代加密方法的可能值的数量比研究人员克服的数量要大得多，因此也更复杂。

这项研究是一个有趣的概念证明，它强化了量子计算机有一天能够解密现代加密技术的期望。尽管论文中没有说明，此类研究的下一步自然是研究 D-Wave Advantage 和量子退火如何应对具有较大整数（例如 128 或 256 位整数）的加密模型。

它还表明量子计算机即将到来，并将对依赖加密的安全产生影响。这就是为什么科学家们也在构建后量子密码技术——一种使用量子计算机无法解决的算法的密码技术。然而，与量子计算机一样，这项技术距离完全实现还需要数年时间。