21世紀是信息技術高速進步的時代,而互聯(lián)網技術為我們帶來便捷和海量信息服務的同時,由于我們過多的依賴網絡去工作和生活,網絡通信、電子商務、電子金融等等大量敏感信息通過網絡去傳播。為了保護個人信息的安全性,防止被盜和篡改,信息加密成為解決問題的關鍵。那么是否有絕對可靠的加密方法,保證信息的安全呢?
隨著社會信息化的迅猛發(fā)展,信息安全問題日益受到世界各國的廣泛關注。密碼作為信息安全的重要支撐而備受重視,各國都在努力尋找和建立絕對安全的密碼體系。而量子信息尤其是量子計算研究的迅速發(fā)展,使現(xiàn)代密碼學的安全性受到了越來越多的挑戰(zhàn)。與現(xiàn)代密碼學不同的是,量子密碼在安全性和管理技術方面都具有獨特的優(yōu)勢。因此,量子密碼受到世界密碼領域的高度關注,并成為許多發(fā)達國家優(yōu)先支持的重大課題。
1、量子加密技術的起源
美國科學家Wiesner首先將量子物理用于密碼學的研究之中,他于1969年提出可利用單量子態(tài)制造不可偽造的“電子鈔票”。1984年,Bennett和Brassard提出利用單光子偏振態(tài)實現(xiàn)第一個QKD(量子密鑰分發(fā))協(xié)議BB84方案;1992年,Bennett又提出B92方案。2005年美國國防部高級研究計劃署已引入基于量子通信編碼的無線連接網絡,包括BN辦公室、哈佛大學、波士頓大學等10個網絡節(jié)點。2006年三菱電機、NEC、東京大學生產技術研究所報道了利用2個不同的量子加密通信系統(tǒng)開發(fā)出一種新型網絡,并公開進行加密文件的傳輸演示。在確保量子加密安全性的條件下,將密鑰傳輸距離延長到200km。
2、量子加密技術的概念及原理
量子密碼,是以物理學基本定律作為安全模式,而非傳統(tǒng)的數學演算法則或者計算技巧所提供的一種密鑰分發(fā)方式,量子密碼的核心任務是分發(fā)安全的密鑰,建立安全的密碼通信體制,進行安全通訊。量子密碼術并不用于傳輸密文,而是用于建立、傳輸密碼本。量子密碼系統(tǒng)基于如下基本原理:量子互補原理(或稱量子不確定原理),量子不可克隆和不可擦除原理,從而保證了量子密碼系統(tǒng)的不可破譯性。
3、量子密碼的前景
量子加密是一種前沿性、戰(zhàn)略性的信息安全技術,隨著量子計算機的研究與發(fā)展使得基于大數的因子分解的經典密碼學越來越受到威脅,人們預測,當量子計算機成為現(xiàn)實,經典密碼體制將無安全可言。而量子密碼術和量子計算機都是根植于量子力學的,只有量子密碼術能夠抵擋量子計算機的攻擊。所以,量子信息安全系統(tǒng)將成為保護數據安全的最佳選擇之一。
量子加密技術的應用前景無限廣闊,隨之也帶來巨大的商業(yè)價值。在數字時代到來的今天,我們使用的手機、耳機、電子設備、通訊設備等都亟需量子加密的加持,以保證我們個人的信息安全。當然,上升到國家層面,量子加密技術就更加重要了。它代表著一個國家的信息安全能否得到有力的保障,也代表著一個國家站在世界的高度。量子加密技術的未來,讓我們拭目以待!