淺析量子加密技術(shù)的發(fā)展

量子加密采用的原理:根據(jù)“海森堡測不準(zhǔn)定理”和“單量子不可復(fù)制定理”原理建立了量子密碼術(shù)的概念。

“海森堡測不準(zhǔn)定理”是量子力學(xué)的基本原理,指在同一時刻以相同精度測定量子的位置與動量是不可能的,只能精確測定兩者之一?!皢瘟孔硬豢蓮?fù)制定理”是“海森堡測不準(zhǔn)定理”的推論,它指在不知道量子狀態(tài)的情況下復(fù)制單個量子是不可能的,因為要復(fù)制單個量子只能先做測量,而測量必然改變量子的狀態(tài),所以說量子加密是安全的。

量子加密技術(shù)在密碼學(xué)上的應(yīng)用分為兩類:一類是利用量子計算機對傳統(tǒng)密碼體制的分析;二是利用單光子的測不準(zhǔn)原理在光纖一級實現(xiàn)密鑰管理和信息加密,即量子密碼學(xué)。根據(jù)internetde 發(fā)展,全光網(wǎng)絡(luò)將是今后網(wǎng)絡(luò)連接的發(fā)展方向,利用量子技術(shù)可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的密碼體制,在光纖一級完成密鑰交換和信息加密,其安全性是建立在Heisenberg的測不準(zhǔn)原理上的,如果攻擊者企圖接收并檢測信息發(fā)送方的信息,則將造成量子狀態(tài)的改變,這種改變對攻擊者而言是不可恢復(fù)的,而對收發(fā)方則可能很容易地檢測出信息是否受到攻擊。

淺析量子加密技術(shù)的發(fā)展

經(jīng)過近30年的研究與發(fā)展,逐漸形成了比較系統(tǒng)的量子密碼理論體系。其主要涉及量子密鑰分配、量子密碼算法、量子密鑰共享、量子密鑰存儲、量子密碼安全協(xié)議、量子身份認(rèn)證等方面。

量子加密的優(yōu)勢及缺陷:

優(yōu)勢:量子加密比普通的電子郵件或無線電優(yōu)越,因為這種方式從理論上不可被破壞或攔截。假如激光束里的量子被第三方觀察到,粒子自身就會改變,這就是物理學(xué)上所謂的“海森堡測不準(zhǔn)定理”,這種狀態(tài)依賴粒子的改變來衡量。如果遇到攔截,發(fā)送者和接受者都能立刻覺察到有人在窺探。

缺陷:目前量子加密技術(shù)仍然處于研究階段,其量子密鑰分配在光纖上的有效距離還達不到遠(yuǎn)距離光纖通信的要求。光的偏振特性在長距離的光纖傳輸中會逐漸退化,造成的誤碼率增加。

目前,中國也是世界上研究量子信息最好的國家之一,研究中心正是中科大的潘建偉教授及其團隊。同時量子加密在中國的軍事上也獲得極大應(yīng)用。