量子保密通信

通信安全千百年来始终伴随着人类社会的演进,在当今这个信息技术飞速发展的时代,寻找更高安全等级的通信手段尤其成为全人类竞逐的目标。由于信息容易被复制,在传递信息的过程中无法保证不被复制窃取。这样,保障通信安全的方法就是对信息加密,通过加密使窃取者即使复制了加密后的密文也无法读取原文。人类已经创造出了各种各样的传统密码加密算法,利用计算的复杂性使窃听者在有限的时间内无法完成破译所需的大量计算,从而保证通信安全。但随着计算科学和技术的发展,人类所拥有的计算能力的提升速度和潜力已远远超出了最初的想象,经典密码加密技术对于通信安全的保障能力也不像人们预先估计的那么可靠了。2004年和2005年,我国数学家王小云教授带领的团队相继破解了MD5和SHA-1算法;2012年6月,日本信息通信研究机构、九州大学与富士通研究所的联合研究小组利用21台普通计算机成功破解了278位数“配对密码”。而上世纪70年代以来量子计算概念的提出以及近几年其原型系统的实现,无疑在经典密码安全性上方高悬了一把“达摩克利斯之剑”,随时威胁着传统通信系统的安全。那么,是否存在一种技术,能够达到信息无条件安全传输的程度?

量子密钥分配(QKD)突破了传统加密方法的束缚,量子状态的不可复制性使其具有理论上的“无条件安全性”。任何截获或测试量子密钥的操作,都会改变量子状态,截获者得到的只是无意义的信息,而信息的合法接收者也可以从量子态的改变,知道密钥曾被截取过。更重要的是,与经典的公钥密码体系不同,即使实用的量子计算机出现甚至得到普及,量子密钥分配仍是安全的。

因此,以QKD为核心量子保密通信解决方案,能够提高用户现有IP网络传输链路安全等级,实现用户间无条件安全通信。