量子十问之五:量子密码就是量子通信吗?

作者: 郭光灿

来源: 中国物理学会期刊网

发布日期: 2019-02-27

量子密码并非量子通信,而是确保密钥安全的技术。量子密码在理想状态下可确保密钥安全,但实际操作中存在多种非理想漏洞,使其只能达到“相对安全”。量子密码的研究已有30多年,目前已在城域网中实现安全密钥分配,但仍需不断更新以应对技术进步。

量子密码就是量子通信吗?答案是否定的!所谓“通信”简单地说就是传递信息(即“明文”)。量子密码只是传送经典随机数而已,不包含有任何信息内容,因此,与“通信”无关。量子保密通信实际上包括由QKD生成的安全密码和“一次一密”经典通信两个部分,本质上仍然是经典通信。现在媒体、学术界所说的“量子通信”就是量子密码或者量子保密通信,是某些人概念不清的误导,再由媒体炒作放大而形成的。

真正的“量子通信”有其确切的内量子密码是绝对安全的吗?量子密码在理想状态下可以确保密钥的安全性,但实际上,量子密码系统绝对达不到理想状态,例如单粒子探测效率不是百分百的,它会产生传输损耗、各种器件不完善等问题,这些非理想漏洞就可能被窃听者用来窃取密钥,但却不会被合法用户发现。就算人们能设计出与设备完全无关的量子密码协议,但因随机数的真伪、合法用户的识别等问题仍然难以做到密钥的绝对安全。

只能是“相对安全”。另一方面,量子密码体系必须确保安全密钥的生成率足够高,以达到视频信息“一次一密”加密的需求,否则,即使密钥是安全的,保密通信仍然是不安全的。

量子密码的研究已有30多年历程,目前达到的实际水平是:在百公里范围的城域网,量子密码体系可以做到密钥分配在现有技术保证的各种攻击下是安全的,安全密钥生成率在25公里可确保高清视频“一次一密”,在100公里内能确保音频、文字、图片等的“一次一密”。因此可以制定“量子密码标准”,推广应用。随着攻击技术水平的提高,现有相对安全的量子密码可能会被攻击,到那时将会随之更新“量子密码标准”。

因此,结论是:实际上,量子密码是相对安全的!

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