最近，某微信公眾號(hào)翻譯了美國(guó)《麻省理工科技評(píng)論》上的一篇報(bào)道，聲稱(chēng)現(xiàn)有的量子加密技術(shù)可能存在重大缺陷，該報(bào)道還援引上海交通大學(xué)某量子通信研究組一篇尚未正式公開(kāi)的研究項(xiàng)目，號(hào)稱(chēng)已經(jīng)“擊穿最強(qiáng)加密之盾，實(shí)驗(yàn)成功率高達(dá)60%”。文章一出，立即在業(yè)界引起軒然大波，量子通信徐波教授表示：這樣的報(bào)道既不科學(xué)，也不負(fù)責(zé)任。
量子通信理論上絕對(duì)安全
“量子通信在理論上是一種絕對(duì)安全的手段。”徐波教授解釋說(shuō)，量子通信的本質(zhì)，是將信息編碼在光子上，基于量子力學(xué)本身具備的“疊加態(tài)”及“無(wú)法復(fù)制”的特性，可以讓所有竊聽(tīng)行為即刻暴露，因?yàn)槿魏我环N想要讀取光子的行為，都會(huì)破壞光子上編碼的信息，從這個(gè)角度上講，量子通信的安全毋庸置疑。
針對(duì)光源的攻擊早在20年前就已被提出
徐波教授解釋?zhuān)@類(lèi)問(wèn)題其實(shí)早在20年前就已經(jīng)被提出了，“文章說(shuō)可以利用加密之盾本身的物理缺陷，用不同頻率的光子注入來(lái)改變激光頻率的方法，觀察注入光子的動(dòng)態(tài)，就可以獲得60%左右的竊取成功率。但是這并不代表安全性有問(wèn)題，解決方案是只要在源端增加更高對(duì)比度光隔離器就可以了。而其實(shí)從2000年初開(kāi)始，科研類(lèi)和商用類(lèi)量子加密系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始使用光隔離器這類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)器件。”
徐波教授進(jìn)一步闡釋說(shuō)，量子密鑰分發(fā)的研究目前正在向?qū)嵱眯瓦^(guò)渡，出現(xiàn)一些安全攻擊并不說(shuō)明安全性有問(wèn)題，而是受限于當(dāng)前設(shè)備和工程學(xué)的一些限制條件，導(dǎo)致實(shí)際上該系統(tǒng)的器件并不符合絕對(duì)理想的BB84協(xié)議數(shù)學(xué)模型。而針對(duì)這種器件層面的攻擊主要有兩種，一種是針對(duì)發(fā)射端（光源）的攻擊，一種則是針對(duì)接收端（探測(cè)器）的攻擊。
“文章中研究團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)屬于對(duì)發(fā)射端（光源）的攻擊，但是它其實(shí)只針對(duì)偏振編碼之類(lèi)的小系統(tǒng)有些效果，攻擊面很窄”，徐波教授說(shuō)，按照這個(gè)團(tuán)隊(duì)的方案，需要使用不低于一千瓦的激光反響注入發(fā)射器，但是這么高能量的激光，不管是經(jīng)典光通信還是量子通信器件都會(huì)被摧毀，這就相當(dāng)于直接破壞整個(gè)通信系統(tǒng)，跟通信安全已經(jīng)沒(méi)什么關(guān)系了。
量子通信安全已逼近理想系統(tǒng)
徐波教授透露，目前國(guó)內(nèi)量子通信獨(dú)角獸——科大國(guó)盾量子已經(jīng)發(fā)布了安全擂臺(tái)，能夠成功竊取量子密鑰者，可以獲得100萬(wàn)人民幣的獎(jiǎng)金。“這是一個(gè)系列擂臺(tái)，”徐波教授詳細(xì)闡釋道，“一個(gè)房間內(nèi)將放置一對(duì)發(fā)射器和一個(gè)接收器，另一個(gè)房間則放置鏈接設(shè)備的光纖，挑戰(zhàn)者可以自行處理，只要挑戰(zhàn)者最終可以成功獲得密鑰，并且不被察覺(jué)就可視為勝出。”
“估計(jì)能拿到這100萬(wàn)很難”，徐波教授笑言，即便量子通信的器件還沒(méi)有達(dá)到理論上嚴(yán)格的理想條件，但是就目前來(lái)看，量子通信的保密安全性正在逼近理想系統(tǒng)，因?yàn)閷W(xué)術(shù)界的普遍觀點(diǎn)是量子密鑰的分發(fā)技術(shù)于測(cè)量器件關(guān)系不大，再加上自主設(shè)計(jì)和充分標(biāo)定的光源，已經(jīng)足以抵抗全部的現(xiàn)實(shí)攻擊。
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