Phiên bản gốc của Câu chuyện này xuất hiện trong Tạp chí Quanta.
Vấn đề khó khăn thường không phải là một cảnh tượng đáng hoan nghênh. Nhưng các nhà mật mã học yêu họ. Đó là bởi vì một số vấn đề toán học cứng nhất định làm nền tảng cho sự bảo mật của mã hóa hiện đại. Bất kỳ thủ thuật thông minh nào để giải quyết chúng sẽ diệt vong hầu hết các hình thức mật mã.
Vài năm trước, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một cách tiếp cận hoàn toàn mới để mã hóa thiếu điểm yếu tiềm năng này. Cách tiếp cận khai thác các tính năng đặc biệt của vật lý lượng tử. Nhưng không giống như các sơ đồ mã hóa lượng tử trước đó, chỉ hoạt động cho một vài nhiệm vụ đặc biệt, phương pháp mới có thể hoàn thành một loạt các nhiệm vụ rộng hơn nhiều. Và nó có thể hoạt động ngay cả khi tất cả các vấn đề tại trung tâm của mật mã cổ điển thông thường của người Viking hóa ra có thể dễ dàng giải quyết.
Nhưng khám phá nổi bật này dựa trên các giả định không thực tế. Kết quả là một bằng chứng về khái niệm, ông Fermi Ma, một nhà nghiên cứu mật mã tại Viện Simons về Lý thuyết Điện toán tại Berkeley, California cho biết. Đây không phải là một tuyên bố về thế giới thực.
Bây giờ, một bài báo mới của hai nhà mật mã học đã đưa ra một con đường đến mật mã lượng tử mà không có những giả định kỳ quặc đó. Bài báo này đang nói rằng nếu một số phỏng đoán khác là đúng, thì phải tồn tại mật mã lượng tử, thì Ma Ma nói.
Lâu đài trên bầu trời
Bạn có thể nghĩ về mật mã hiện đại như một tòa tháp với ba phần thiết yếu. Phần đầu tiên là nền tảng sâu bên dưới tòa tháp, được làm từ các vấn đề toán học khó khăn. Bản thân tòa tháp là phần thứ hai, bạn có thể tìm thấy các giao thức mật mã cụ thể cho phép bạn gửi tin nhắn riêng tư, ký tên vào tài liệu kỹ thuật số, phiếu bầu bí mật, v.v.
Ở giữa, đảm bảo các ứng dụng hàng ngày đó vào nền tảng toán học, là một nền tảng được làm từ các khối xây dựng được gọi là các chức năng một chiều. Họ chịu trách nhiệm cho sự bất đối xứng vốn có trong bất kỳ sơ đồ mã hóa nào. Mark Zhandry, một nhà mật mã học tại NTT Research cho biết, đó là một chiều vì bạn có thể mã hóa các tin nhắn, nhưng bạn không thể giải mã chúng, ông Mark Zhandry, một nhà mật mã học tại NTT Research cho biết.
Vào những năm 1980, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng mật mã được xây dựng trên đỉnh các chức năng một chiều sẽ đảm bảo bảo mật cho nhiều nhiệm vụ khác nhau. Nhưng nhiều thập kỷ sau, họ vẫn không chắc chắn rằng nền tảng đủ mạnh để hỗ trợ nó. Rắc rối là nền tảng được tạo ra từ các vấn đề khó khăn đặc biệt, được gọi là các vấn đề NP, có tính năng xác định là dễ dàng để kiểm tra xem có bất kỳ giải pháp ứng cử viên nào có chính xác hay không. (Ví dụ: chia một số vào các yếu tố chính của nó là một vấn đề NP: Khó thực hiện cho số lượng lớn, nhưng dễ kiểm tra.)
Nhiều vấn đề trong số này có vẻ khó khăn, nhưng các nhà khoa học máy tính đã không thể chứng minh điều đó. Nếu ai đó phát hiện ra một thuật toán khéo léo để giải quyết nhanh chóng các vấn đề NP khó nhất, nền tảng sẽ sụp đổ và toàn bộ tòa tháp sẽ sụp đổ.
Thật không may, bạn không thể chỉ cần di chuyển tháp của bạn ở nơi khác. Nền tảng của tòa tháp có chức năng một chiều, chỉ có thể ngồi trên nền tảng của các vấn đề NP.
Để xây dựng một tòa tháp về các vấn đề khó khăn hơn, các nhà mật mã sẽ cần một nền tảng mới không được tạo ra từ các chức năng một chiều. Điều đó dường như không thể cho đến một vài năm trước, khi các nhà nghiên cứu nhận ra rằng vật lý lượng tử có thể giúp ích.