上海交大发现量子通信的漏洞,量子通讯还安全吗?
量子计算和量子通讯这个领域做出重大贡献的人很多量子通讯储存,就目前大家想实现的两种通讯方案bb84和bb92都和国内的无关,这一行早期的发展,的确和物理有关,越往后已经越像技术,理论也偏向计算理论(shor拿的是一个数学奖,姚则是图灵奖)是否能被诺贝尔奖评选委员会承认还是个问题,zeilinger这样的大牛也要受到很多质疑,遑论国内的人。实际上的通信内容还是用传统方式加密通过激光传送,被量子加密的只有秘钥(先不谈真假),敌人要窃听根本不用去管被量子加密的秘钥,只要破解用传统手段加密的实际内容就成了,这个所谓的量子加密的秘钥唯一的作用就是一但被别人侦测,量子态会塌陷可以被自己侦知,切断通讯,不过这其实没啥意义,因为激光通讯量巨大,等你知道切断通讯,资料都早被敌人拿走了,要侦查有没有人窃听高指向性的激光方法多的是,不需要用到连爱因斯坦都搞不懂的量子纠缠。量子通讯的优势在于,一旦遭到窃听,会被立即发现,可以重新发送密码,直到确认未被窃听为止,然后才发送密文。
这次上海交通大学的研究人员,就发现了其中一个漏洞,他们借助一种叫做“注入锁定”的方法,将不同种子频率的光子注入激光腔,以此改变激光频率。如果频率差异很小的话,激光就会与种子频率形成共振,也就是发生了注入锁定。然后在对方不终止量子密钥分发的情况下获得量子加密信息,最终有60%的概率获得全部加密信息。
量子点技术在色彩方面的确有得天独厚的优势,亮度表现也有了质的飞跃,但是目前的量子点技术本质上还是基于液晶的一种,这就极大限制了量子点技术的发挥空间,不过未来“电致发光”量子点技术仍然值得期待。例如在安全性上,很多专家提到量子技术,尽管还处于研究阶段,但基于量子纠缠实现的加密,带来的变革注定是巨大而又深刻的。应运而生的就是量子加密,量子加密理论上是绝对安全的,但目前的主要问题之一就是密钥传输速率太低,只能达到几十到几百kbit/s,这种新型量子密钥分配(qkd)系统将速度直接提升了5-10倍,大大加速了量子加密技术走向大规模实际应用的过程。
在传统加密通讯中,加密信息是基于数学算法达到的安全性;比如RAS加密算法,就是利用把两个大数相乘很容易,但是要把大数分解却非常难量子通讯储存,以此作为算法的复杂程度不可逆性,来实现信息加密。
三是扩充安全,加强已有的量子加密通信技术,使用量子卫星,推出基于量子密码的安全计算。bb84量子密钥分配协议使得通讯双方可以生成一串绝对保密的量子密钥,用该密钥给任何二进制信息加密(比如做最简单的二进制“异或”操作,见表3)都会使加密后的二进制信息无法被解密,因此从根本上保证了传输信息过程的安全性。bb84量子密钥分配协议使得通讯双方可以生成一串绝对保密的量子密钥,用该密钥给任何二进制信息加密(比如做最简单的二进制“异或”操作,见表3)都会使加密后的二进制信息无法被解密,因此从根本上保证了传输信息过程的安全性。
量子通信最大的特点,就是不依赖于数学算法,而是依赖于量子基本原理——不确定性原理和波函数坍缩原理;只要这两条物理原理不被破坏,我们就有把握说理想的量子通信是绝对安全的。
在1984年,两位科学家Bennett和Brassard,联合提出了世界上第一个量子通讯加密协议——BB84,从此拉开了量子加密实用化的进程。
在2001年,理想化的BB84协议被证明无条件安全,无论是传统窃听技术,还是量子技术,都无法攻破BB84的加密信息。
然而理想很美好,可现实是骨感的!在量子密钥分发中,有以下几个技术难点:
(1)要求发射方是单光子源;
(2)要求接收方是单光子探测器;
(3)要求信道无干扰;
(4)设备的非理想特性;
(5)身份认证和密钥储存,存在技术难点;
针对每条难点,我们都有办法来逐一攻克;比如对于单光子源,我们可以采用弱相干光来代替;信道干扰我们就使用纠错码,纠错码的效率低,我们就继续增加纠错码
而这次上海交通大学发现的漏洞,就出在设备的非理想特性上,并非量子通信的原理问题,相信随着量子技术的发展,未来的量子通信肯定是安全的。
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