量子密码：终结黑客的梦想

日期：2007年7月12日作者：查看:[大字体中字体小字体]

　科学家们认为它是最安全的密码，最高明的黑客也将对它一筹莫展。
　　美国《商业周刊》把它列在了“改变人们未来生活的十大发明”的第三位。

　　上个世纪90年代以来，越来越多的科学家醉心于量子密码的研究。2004年6月3日，世界上第一个量子密码通信网络正式投入运行，使得科学家们“绝对安全密码”的梦想向现实迈近了一步。

　　无法破译的数据

　　马萨诸塞州的剑桥城在美国名声显赫，并不仅仅是由于它风光宜人，更是由于这里有着美国人最引以为豪的哈佛大学和麻省理工学院，是美国新技术的摇篮。世界上第一个正式投入量子密码通信网络正是诞生在这里。

　　乍看起来，这个由美国BBN技术公司研发的量子密码通信网络和现有的宽带网并没有太大的不同——采用普通光纤传输数据，并且与普通网络完全兼容。与普通网络不同的是，该网络中传输的数据采用了量子密码技术进行加密。目前，网络有6个节点，已经从BBN公司铺设到了哈佛大学，预计今年年底将延伸至波士顿大学。

　　BNN公司的负责人声称，采用量子密码术加密的数据是不可破译的，一旦有人非法获取这些信息，使用者会立即知道，并采取措施。

　　他们假设了黑客入侵网络的场景：黑客必须用一个特殊的接收设施从一连串的量子中“吸”出一个来获取信息，但这样一来，发出量子密码的一方立即就会发现量子流中出现了空格。为了避免被发现，一般黑客会再发射一个量子来填补这个空格。但是，由于“量子密码”是采用量子的极化方式（波的运动方向）来编排密码的，而根据量子学原理，要同时检测出量子的4种极化方式，几乎毫无可能，黑客填补进去的量子只能是根据自己的猜测随便发射的——这样，这个“不合群”的量子很快就会被发现，从而防止信息被窃取。

　　“神秘的远距离活动”独一无二

　　自人类文明诞生伊始，就有了保密的需要。古希腊的斯巴达人把重要的信息写在一条大约1厘米宽、20厘米长的羊皮带上，写的时候，把羊皮带一圈一圈呈螺旋状绕在特定粗细的木棍上，然后从左到右开始写，写完一行，将木棍旋转90度，再从左到右写。这样，写完之后，从木棍上解下的羊皮带上的字，就是一段密码。收到羊皮带的人，再把它缠绕到同样粗细的木棍上，才能读出完整的信息。

　　后来，人们渐渐开始利用数学计算方法，用复杂的数字串对信息进行加密。然而，再复杂的数学密钥也可以找到规律。第一台现代计算机的诞生，就是为了破解复杂的数学密码。随着计算机的飞速发展，破译数学密码的难度也逐渐降低。

　　上个世纪90年代开始，科学家们的眼光锁定在了“量子密码”上。

　　“量子密码”就是用量子状态来作为信息加密和解密技术的密钥。其原理就是被爱因斯坦称为“神秘的远距离活动”的量子纠缠。光子被分割开之后，即使相距十分遥远，也是相互联结的。只要测量出一个“被纠缠”光子的属性，就很容易推断出其他光子的属性。而这些相互纠缠的光子产生的密码，只有通过特定的发送器和接收器才能阅读。

　　更重要的是，这些光子之间“神秘的远距离活动”是独一无二的，只要有人非法破译这些密码，就不可避免地要扰乱光子的性质，而且，异动的光子会像警铃一样会显示出入侵者的踪迹。再高明的黑客对这种加密术也将一筹莫展。

　　各国发力“量子密码”

　　这种绝对安全的“量子密码”将最先运用于军事、国家安全等领域，并成为各国科学家角逐的新战场。

　　2002年10月，德国慕尼黑大学和英国军方的研究机构合作，在德国、奥地利边境的楚格峰和卡尔文的峰之间用激光成功传输了量子密码。这项研究的负责人慕尼黑大学教授哈拉尔德·魏因富尔特在报告中表示，这次试验传输的距离达到了23.4公里。

　　今年5月，日本的科学家称他们开发出传输速度最快的量子密码，实验中，研究小组利用10.5公里长的光纤进行信号传递，接收一方用光子探测器降低干扰，大幅缩短了传送时间，使得通信时间缩短到原来的1/100。

　　中国也在近几年展开了量子保密通信系统的研究。2003年7月，中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室的科学家在该校成功铺设一条总长为3.2公里的“特殊光缆”——一套基于量子密码的保密通信系统。
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