上海交大发现量子通信的漏洞,量子通讯还安全吗?

理论上已经证明,理想的量子通讯是绝对安全,但是现有的量子通讯技术,由于设备的非理想化,还是给窃听者留下了漏洞。


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。

上海交大发现量子通信的漏洞,量子通讯还安全吗?

从本质上说,这个漏洞是设备的非理想化造成的,当前量子加密技术还不完善,相信随着技术的提高,量子通信技术会越来越接近理想化,最终达到绝对的安全性。


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,以此作为算法的复杂程度不可逆性,来实现信息加密。

上海交大发现量子通信的漏洞,量子通讯还安全吗?

但是随着计算机水平的提高,基于数学加密的方法越来越不安全,尤其是传统加密在量子计算机面前不堪一击,所以全新的量子加密通讯,在未来将成为主流。

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。

上海交大发现量子通信的漏洞,量子通讯还安全吗?

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

上海交大发现量子通信的漏洞,量子通讯还安全吗?

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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