上海交大發現量子通信的漏洞,量子通訊還安全嗎?

理論上已經證明,理想的量子通訊是絕對安全,但是現有的量子通訊技術,由於設備的非理想化,還是給竊聽者留下了漏洞。


這次上海交通大學的研究人員,就發現了其中一個漏洞,他們藉助一種叫做“注入鎖定”的方法,將不同種子頻率的光子注入激光腔,以此改變激光頻率。如果頻率差異很小的話,激光就會與種子頻率形成共振,也就是發生了注入鎖定。然後在對方不終止量子密鑰分發的情況下獲得量子加密信息,最終有60%的概率獲得全部加密信息。

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從本質上說,這個漏洞是設備的非理想化造成的,當前量子加密技術還不完善,相信隨著技術的提高,量子通信技術會越來越接近理想化,最終達到絕對的安全性。


在傳統加密通訊中,加密信息是基於數學算法達到的安全性;比如RAS加密算法,就是利用把兩個大數相乘很容易,但是要把大數分解卻非常難,以此作為算法的複雜程度不可逆性,來實現信息加密。

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但是隨著計算機水平的提高,基於數學加密的方法越來越不安全,尤其是傳統加密在量子計算機面前不堪一擊,所以全新的量子加密通訊,在未來將成為主流。

量子通信最大的特點,就是不依賴於數學算法,而是依賴於量子基本原理——不確定性原理和波函數坍縮原理;只要這兩條物理原理不被破壞,我們就有把握說理想的量子通信是絕對安全的。


在1984年,兩位科學家Bennett和Brassard,聯合提出了世界上第一個量子通訊加密協議——BB84,從此拉開了量子加密實用化的進程。

在2001年,理想化的BB84協議被證明無條件安全,無論是傳統竊聽技術,還是量子技術,都無法攻破BB84的加密信息。

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然而理想很美好,可現實是骨感的!在量子密鑰分發中,有以下幾個技術難點:

(1)要求發射方是單光子源;

(2)要求接收方是單光子探測器;

(3)要求信道無干擾;

(4)設備的非理想特性;

(5)身份認證和密鑰儲存,存在技術難點;

針對每條難點,我們都有辦法來逐一攻克;比如對於單光子源,我們可以採用弱相干光來代替;信道干擾我們就使用糾錯碼,糾錯碼的效率低,我們就繼續增加糾錯碼

上海交大發現量子通信的漏洞,量子通訊還安全嗎?

而這次上海交通大學發現的漏洞,就出在設備的非理想特性上,並非量子通信的原理問題,相信隨著量子技術的發展,未來的量子通信肯定是安全的。


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