求科普 量子通訊真的無法破譯嗎?

2021-06-21 15:10:43 字數 879 閱讀 1220

作為下一代密碼通訊的一種候補技術,量子通訊被冠於了無法破譯的「光環」,事實果真如此嗎?

量子通訊無法破譯的理論基礎是,量子態一旦被測量,則失去了神秘的糾纏態,故接收方會發覺有人在竊聽,從而終止不安全的會話。

然而,就目前可能實現的量子金鑰傳輸來看,量子通訊仍不能避免「**人攻擊」。

前提1:量子的產生是隨機的,不能人為控制。

前提2:金鑰產生方產生一系列量子,傳送給接收方。

安全性保障:如果有人竊聽,接收方可以發覺量子不在糾纏態,從而拋棄本次接收的金鑰,而和生產方協議產生新的金鑰,從而保證金鑰的安全性。

上述方法看上去很美,但其中隱含了一些未明示的前提條件,而利用這些前提條件,可以構築乙個「**人攻擊」。

隱含前提1:量子的產生是隨機的,且其產生0或1的概率是基本相同的。沒有這一條,也就無所謂隨機性了。

隱含前提2:量子產生後傳送前至少有手段測量一下本次產生的是0還是1,不然,產生方自己也無法知道金鑰是什麼。(這已經和量子糾纏態不可測量有矛盾了,這裡先姑且認為有辦法保證只可以測量一次吧)

**人攻擊方法:竊聽者用n個(比如30)帶快速快門的量子產生器串聯入金鑰傳輸線路,形成如下通訊鏈路:

生產方->接收器(竊聽者)->n個量子產生器(竊聽者)->選擇快門(竊聽者)->接收方。

n個量子產生器在不停隨機產生0或1,而竊聽者根據接收到的金鑰資訊,控制選擇快門,傳送相同的0或1的處於糾纏態的量子給接收方。這樣,接收方收到的仍然是糾纏態的資訊,能判斷出通訊鏈路上已串上了乙個**人(竊聽者)了嗎?

雖然量子的產生是隨機的,不能人為控制,但通過n個量子產生器同時隨機產生並選擇,不能生成相同量子的概率只有(1/2)^n!當n=30時,為10億分之一!

上面的「**人攻擊」如何避免?求科普。

個人體會:密碼技術很重要,但密碼體系更為重要!

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