『壹』 量子密碼的延伸閱讀
我們透過光纖來快速傳送穩定且大量的數據。但其實我們還可以有另一種選擇,就是直接以光束傳遞數據,而不透過光纖。然而資料的保密是相當重要的,如何能安全地傳送資料,已經成為一種學問,稱為「量子密碼學 (Quantum Cryptography)」。
量子密碼學的理論基礎是量子力學,不同於以往理論基礎是數學的密碼學。如果用量子密碼學傳遞數據,則此數據將不會被任意擷取或被插入另一段具有惡意的數據,數據流將可以安全地被編碼及解碼。而編碼及解碼的工具就是隨機的序列(bit-strings),也可以稱他為金鑰(Key)。當前,量子密碼研究的核心內容,就是如何利用量子技術在量子信道上安全可靠地分配金鑰。
與傳統密碼學不同,量子密碼學利用物理學原理保護信息。通常把「以量子為信息載體,經由量子信道傳送,在合法用戶之間建立共享的密鑰的方法」,稱為量子金鑰分配(QKD),其安全性由「海森堡測不準原理」及「單量子不可復制定理」保證。 若以量子密碼學製作金鑰,則此金鑰具有不可復制性,因此是絕對安全的。如果不幸被駭客擷取,則因為測量過程中會改變數子狀態,駭客盜得的會是毫無意義的資料。
分別來自德國與英國的研究小組在最新一期的Nature期刊上表示,科學家藉由金鑰(Key),在相距23.4公里的兩地,以波長為850nm的雷射,在空氣中互相傳送加密資料。由於兩地並沒有光纖,資料傳遞是在一般的空氣中進行,因此為了降低環境的干擾,科學家選擇在空氣稀薄處(海拔2244~2950m)以及夜間(避免光害),進行實驗。這樣的距離(23.4公里)已經打破由美國科學家所建立的世界紀錄,10公里。
如今科學家已經能在光纖中傳遞量子金鑰。然而隨著時代進步,人類信息交換越來越頻繁,科學家希望能建立1600公里遠的量子金鑰傳輸,將來如果這種數據傳輸方式成熟,就可以在地表上,快速、安全地傳送資料。也可使用此技術作為地表與低軌道衛星的通訊方式,進而建立全球資料保密傳送系統。
『貳』 量子通信安全性討論升級,中科大擺下擂台:竊取密鑰者獎百萬
在理論上絕對安全的量子通信「驚現破綻」?一篇研究量子通信攻防的論文引發廣泛討論,中科大量子通信團隊迅速做出了多重回應,從學理討論升級到實戰演練。
先有中科大量子通信領軍人物潘建偉院士等5名科學家聯名撰文指出所謂的「破綻」早已有解決方案,目前量子通信安全性正在逼近安全系統。3月20日,科大國盾量子技術股份有限公司(下簡稱「科大國盾量子」)更宣布提供商用量子密鑰分發產品,擺設擂台,成功竊取到量子密鑰的攻擂者將獲獎100萬元人民幣。
潘建偉的學生「擊穿最強加密之盾」?
這篇觸發量子通信安全性討論的文章由某微信公眾號在3月12日翻譯加工自《麻省理工 科技 評論》,題為《量子加密驚現破綻:上海交大團隊擊穿「最強加密之盾」,實驗成功率竟高達60%!》。
文章介紹了一項上海交通大學金賢敏組收錄於預印本網站、尚未正式發表的論文成果。
值得一提的是,金賢敏是潘建偉的學生,2004年至2010年在中科大讀博並從事博士後工作。
量子通信的本質是將信息編碼在光子上。由於量子力學獨特的態疊加和不可克隆性質,任何試圖截獲讀取光子的竊聽者都會破壞光子上的信息,竊聽行為就此暴露。因此,量子通信在理論上是一種絕對安全的通信手段。
然而,由於現實中存在一些設備和工程學上的限制,難以百分百復制完美的理想情況。因此,自量子通信被提出以來,不少學者就試圖通過研究「竊聽」的現實可行性以推動該領域的安全性。
該文章寫道:「上海交通大學研究團隊近來在經過不斷的實驗與嘗試之後,發現了現有量子加密技術可能隱藏著極為重大的缺陷,攻破這個最強的加密之盾卻不需要什麼神兵利器,而是利用『盾』本身就存在的物理缺陷。這個研究這將可能導致量子加密從原本印象中的堅不可破,轉而變成脆弱不堪。……
目前被廣泛應用在量子通信中的 QKD(Quantum Key Distribution,量子密鑰分發)方法並不完美,研究團隊通過將具有不同種子頻率的光子注入激光腔來改變激光頻率的方法,進而觀察注入光子的半導體激光器的動態,最終居然獲得高達 60%的信息盜取成功率。」
論文作者:攻擊,是為了讓量子密碼無懈可擊
金賢敏表示,報道中有一些不夠准確和深入的部分。他的文章在理論上提出了一種針對量子密鑰分發實際系統源端物理漏洞的攻擊方案,並通過實驗數據驗證可行。這個工作提醒並強調,為了更高的安全性,實際量子密鑰分發系統中源端的高對比度的光隔離不僅不可或缺,而且要非常大。目前的實際系統中,有的光源已經採取了高對比度的光隔離,但有的光源還沒有。
「我們的工作並不否認量子密鑰分發理論上的絕對安全性,相反正因為量子加密提供了理論上的絕對安全,使得人類追尋了幾千年的絕對安全通信幾近最終實現。而我們不斷的針對實際系統的物理安全漏洞問題的研究正是為了這個絕對安全性變得更加可靠。攻擊,是為了讓量子密碼更加安全、無懈可擊。」 金賢敏寫道。
5名科學家聯合撰文:正在逼近理想系統
由於「此文在微信號發布後,國內很多關心量子保密通信發展的領導和同事都紛紛轉來此文詢問我們的看法」,3月14日,中科大的徐飛虎、張強、潘建偉和清華大學的王向斌、馬雄峰等5名量子科學家聯合撰文對量子通信安全性進行了科普。
文章指出,量子密鑰分發逐步走向實用化研究,出現了一些威脅安全的攻擊,這並不表示安全性證明有問題,而是因為實際量子密鑰分發系統中的器件並不完全符合理想協議的數學模型。歸納起來,針對器件不完美的攻擊一共有兩大類,即針對發射端--光源的攻擊和針對接收端--探測器的攻擊。
金賢敏組的實驗工作就屬於對光源的木馬攻擊。這類攻擊早在二十年前就已經被提出,而且其解決方案就正如他本人宣稱的一樣,加入光隔離器這一標準的光通信器件就可以了。
按照文章中的攻擊方案,需要使用約1000瓦的激光反向注入。5名科學家認為,如此高能量的激光,無論是經典光通信還是量子通信器件都將被破壞,這就相當於直接用激光武器來摧毀通信系統,已經完全不屬於通信安全的范疇了。
「總之,雖然現實中量子通信器件並不嚴格滿足理想條件的要求,但是在理論和實驗科學家的共同努力之下,量子保密通信的現實安全性正在逼近理想系統。目前學術界普遍認為測量器件無關的量子密鑰分發技術,加上自主設計和充分標定的光源可以抵禦所有的現實攻擊。」
量子通信龍頭企業「邀您來攻擂」
3月19日,濟南量子技術研究院在官網上發布了量子通信擺「安全擂台」的消息。
該院表示,量子通信行業內普遍認為,量子密鑰分發技術已知的現實安全性漏洞都已具有可靠的防禦措施。即便如此,他們對量子密鑰分發的安全性實踐,依然保持「大膽假設,小心求證」的審慎態度,而且,從科學的角度,客觀的分析和嚴謹的實驗是應有之義。
濟南量子技術研究院聯合科大國盾量子共同建成了量子攻防實驗室。在攻防實驗室里,被攻擊的系統為由科大國盾量子生產的一對高速量子密鑰分發設備,包括一台發送端和一台接收端。
濟南量子技術研究院成立於2011年5月,在全球首條商用量子保密通信干線「京滬干線」的建設、運行過程中扮演了重要的節點作用。近日獲批的《濟南市量子信息產業發展規劃》提出,到2030年,濟南將實現量子信息產業規模300億元,具備千億級產業發展能力。目前,濟南高新區已在中心區規劃佔地面積230畝的量子谷,分三期打造。
3月20日,科大國盾量子也在官方微信號上發布了「安全擂台」的消息:「耳聽為虛,眼見為實。歡迎來到現實世界!究竟量子密鑰分發的安全性如何?是的確如其支持者所言那樣不怕竊聽,還是像某些傳言所說的那樣,在實際中的安全性未經檢驗脆弱不堪?」
科大國盾量子計劃舉辦系列擂台,在第一期擂台中,由科大國盾量子生產的一對發送端和接收端被安置在同一個房間內,連接設備的光纖鏈路則被完全開放地放在另一個房間內,任攻擊者處理,最後以攻擊者能成功獲得最終密鑰且不被通信雙方察覺為判定標准。
成功攻擊並竊取到量子密鑰的攻擂者,將獲得國盾量子提供的100萬人民幣獎金。
基於潘建偉團隊的研發力量,成立於2009年的科大國盾量子已經崛起為量子通信龍頭企業。公開資料顯示,中科大資產經營有限責任公司目前持股18%,為公司第一大股東;潘建偉持股11.01%,緊隨其後。潘建偉團隊核心成員、中科大研究員彭承志擔任董事長。
據介紹,擂台舉辦期間,組織方將通過網路實時更新活動進展、活動花絮,並邀請國盾量子的量子專家、安全專家和國際標准專家,做一些科普工作,普及量子技術、量子通信、量子密鑰分發、量子「黑客」等各個方面的知識。
『叄』 主打信息安全,三星蓋世 A Quantum量子手機有哪些賣點
三星蓋世 A Quantum量子手機擁有超強的安全性,能夠隨機創建沒有辦法預測到的安全密鑰,安全指數極高。確實,在這個網路時代,網路信息安全受到了非常大的關注,不少互聯網用戶都出現過因為網路安全問題而泄露自己的信息等等。而手機如今幾乎成為人人無法離開的電子設備,其安全性也是非常值得關注的。
三星蓋世 A Quantum量子手機目前的定位是中端5G機型,所搭載的晶元是Exynos 980,這個配置在中端市場中還是挺不錯的。另外它的屏幕尺寸是六點七英寸,三星AMOLED屏幕,屏幕比較經典,而且材質也是相當不錯。攝像頭配置還行,主攝像頭像素是六千四百萬,超廣角攝像頭的像素是一千兩百萬,微距像素五百萬,以及五百萬景深。
『肆』 如何確保信息安全什麼是絕對的安全密碼體系閱讀題
如何確保信息安全?什麼是絕對安全的密碼體系?量子密碼經過20多年的發展,目前已進入到實際應用的前期。日前,中國密碼學會、中科院量子信息重點實驗室召開了「第九次中國科協論壇——量子密碼技術應用基礎性問題」,首次將我國經典密碼與量子密碼專家聚集在一起,研討密碼領域面臨的問題和機遇。
為什麼說量子密碼是安全的?首先要講講現代密碼學,它的安全性是建立在數學復雜度的基礎之上,換句話說,如果密碼被竊聽者成功破譯,用戶是不會發現的。而量子密碼學是根據物理基本定律提供的一種密鑰分發方式。在量子信息處理中,信息的載體為量子態。因此,量子信息處理,包括量子密碼,都必須遵守量子力學的定理和法則。量子力學保證,竊聽者一旦測量合法用戶傳輸的量子態,就會干擾、破壞該量子態,從而導致合法用戶的測量結果發生變化。合法用戶只要隨機公開他們的部分結果,就會發現竊聽者的竊聽行為。如果合法用戶確認竊聽者獲取的信息量不大,他們可以通過糾錯和私密增強等後處理手段,把竊聽者獲取的信息全部去除掉。也就是說,在糾錯和私密增強後,竊聽者再也無法知道合法用戶密鑰的任何內容,這樣,合法用戶就擁有了一段安全的密鑰。接下來,合法用戶就可以使用這一段密鑰,使用經典的密碼演算法,進行安全通訊。已經證明,如果明文的長度等於密鑰的長度,且合法用戶每次都使用新的密鑰,那麼一次一密密碼的加密方式,是絕對安全的。因此,量子密碼的核心,就是如何產生並安全地在用戶間分配密鑰,所以,量子密碼狹義上就是指量子密鑰分配。
『伍』 量子暗碼怎麼識別
隱形納米量子材料,可與各種材質完美結合,使防偽、防竄、溯源信息隱匿於材料中,無論是通過肉眼,還是藉助強光,紫外光,紅外光等其他傳統防偽、防竄、溯源檢 測設備,均無法被發現、被破壞、被復制、被仿造。只能通過生命碼專用的檢測設備才能對其進行識別和讀取,具有唯一性,防偽性極強,讓假貨、竄貨、亂價產品無所遁 形
『陸』 量子密碼QCT怎麼登不上那
可能是系統有毛病,過一會兒再看看。可能是系統有毛病,過一會你再看看。
『柒』 量子力學對於人類發展有什麼作用
量子力學給我們留下了全新的理論,這些理論因為太過深奧,其應用領域也主要在最新的高科技中,它告訴我們能量無處不在。在量子力學中,能量無處不在,即便是真空中,也會有能量,而正是這些真空能量的漲落才創造出了物質。子真空蘊含著巨大的能量。對量子真空能量的直接探測,來自於卡西米爾實驗。當兩塊非常光滑非常薄的金屬板靠的很近,真空漲落會這兩塊板「吸到」一起。這種卡西米爾效應給了我們無限的啟發。宇宙是不確定的。這種不確定性包含在量子力學的核心——薛定諤方程之中。薛定諤方程表明,並不是人類的無能,以至於無法以任意精度准確的探測進而預測自然現象,而是自然宇宙在本體上就是不確定性的。這個原理如此重要,以至於量子力學中有一條原理就叫做不確定性原理。薛定諤的貓,海森堡測不準原理,都在告訴我們宇宙有著精確的規律,但宇宙又是不唯一確定的。這些深奧的道理如果我們能完全的掌握,那一定是一大筆財富,對我們人類發展有著舉足輕重的作用。拿我們耳熟能詳的量子計算機。相比傳統計算機,量子計算機具有無可比擬的巨大優勢:並行處理。藉助並行處理的能力,量子計算機能夠同時處理多重任務,而不是像傳統計算機那樣還要分出輕重緩急。量子計算機的這一特性,註定它在未來將以指數級的速度超越傳統計算機。
『捌』 計算機網路信息安全技術上密碼技術的發展了那幾個階段分別發生了那些顯著的變化
主要分三個階段!
密碼學是一個即古老又新興的學科。密碼學(Cryptology)一字源自希臘文"krypto's"及"logos"兩字,直譯即為"隱藏"及"訊息"之意。密碼學有一個奇妙的發展歷程,當然,密而不宣總是扮演主要角色。所以有人把密碼學的發展劃分為三個階段:
第一階段為從古代到1949年。這一時期可以看作是科學密碼學的前夜時期,這階段的密碼技術可以說是一種藝術,而不是一種科學,密碼學專家常常是憑知覺和信念來進行密碼設計和分析,而不是推理和證明。
早在古埃及就已經開始使用密碼技術,但是用於軍事目的,不公開。
1844年,薩米爾·莫爾斯發明了莫爾斯電碼:用一系列的電子點劃來進行電報通訊。電報的出現第一次使遠距離快速傳遞信息成為可能,事實上,它增強了西方各國的通訊能力。
20世紀初,義大利物理學家奎里亞摩·馬可尼發明了無線電報,讓無線電波成為新的通訊手段,它實現了遠距離通訊的即時傳輸。馬可尼的發明永遠地改變了密碼世界。由於通過無線電波送出的每條信息不僅傳給了己方,也傳送給了敵方,這就意味著必須給每條信息加密。
隨著第一次世界大戰的爆發,對密碼和解碼人員的需求急劇上升,一場秘密通訊的全球戰役打響了。
在第一次世界大戰之初,隱文術與密碼術同時在發揮著作用。在索姆河前線德法交界處,盡管法軍哨兵林立,對過往行人嚴加盤查,德軍還是對協約國的駐防情況了如指掌,並不斷發動攻勢使其陷入被動,法國情報人員都感到莫名其妙。一天,有位提籃子的德國農婦在過邊界時受到了盤查。哨兵打開農婦提著的籃子,見里頭都是煮熟的雞蛋,亳無可疑之處,便無意識地拿起一個拋向空中,農婦慌忙把它接住。哨兵們覺得這很可疑,他們將雞蛋剝開,發現蛋白上布滿了字跡,都是英軍的詳細布防圖,還有各師旅的番號。原來,這種傳遞情報的方法是德國一位化學家提供的,其作法並不復雜:用醋酸在蛋殼上寫字,等醋酸幹了後,再將雞蛋煮熟,字跡便透過蛋殼印在蛋白上,外面卻沒有任何痕跡。
1914年8月5日,英國「泰爾哥尼亞」號船上的潛水員割斷了德國在北大西洋海下的電纜。他們的目的很簡單,就是想讓德國的日子更難過,沒想到這卻使德方大量的通訊從電纜轉向了無線電。結果,英方截取了大量原本無法得到的情報。情報一旦截獲,就被送往40號房間——英國海軍部的密件分析部門。40號房間可以說是現代密件分析組織的原型,這里聚集了數學家、語言學家、棋類大師等任何善於解謎的人。
1914年9月,英國人收到了一份「珍貴」的禮物:同盟者俄國人在波羅的海截獲了一艘德國巡洋艦「瑪格德伯格」號,得到一本德國海軍的密碼本。他們立即將密碼本送至40號房間,允許英國破譯德國海軍的密件,並在戰爭期間圍困德軍戰船。能夠如此直接、順利且經常差不多是同時讀取德國海軍情報的情況,在以往的戰事中幾乎從未發生過。
密碼學歷史上最偉大的密碼破譯事件開始於1917年1月17日。當時英軍截獲了一份以德國最高外交密碼0075加密的電報,這個令人無法想像的系統由一萬個詞和片語組成,與一千個數字碼群對應。密電來自德國外交部長阿瑟·齊麥曼,傳送給他的駐華盛頓大使約翰·馮·貝倫朵爾夫,然後繼續傳給德國駐墨西哥大使亨尼希·馮·艾克哈爾特,電文將在那裡解密,然後交給墨西哥總統瓦律斯提阿諾·加漢扎。
密件從柏林經美國海底電纜送到了華盛頓,英軍在那裡將其截獲並意識到了它的重要性。但是,同樣接到密件的約翰·馮·貝倫朵爾夫卻在他的華盛頓辦公室里犯了個致命的錯誤:他們將電報用新的0075密件本譯出,然後又用老的密件本加密後用電報傳送到墨西哥城。大使先生沒有意識到,他已經犯下了一個密碼使用者所能犯的最愚蠢的、最可悲的錯誤。
此時,已經破譯了老密碼的英方正對著這個未曾破譯的新外交密碼系統一籌莫展,不過沒過多久,他們便從大使先生的糊塗操作中獲得了新舊密碼的比較版本。隨著齊麥曼的密件逐漸清晰起來,其重要性令人吃驚。
盡管1915年美國的遠洋客輪「露斯塔尼亞」號被德軍擊沉,但只要德國對其潛艇的行動加以限制,美國仍將一直保持中立。齊麥曼的電文概括了德國要在1917年2月1日重新開始無限制海戰以抑制英國的企圖。為了讓美國原地不動,齊麥曼建議墨西哥入侵美國,重新宣布得克薩斯州、新墨西哥州和亞里桑納州歸其所有。德國還要墨西哥說服日本進攻美國,德國將提供軍事和資金援助。
英國海軍部急於將破譯的情報通知美國而又不能讓德國知道他們的密碼已被破譯。於是,英國的一個特工成功地滲入了墨西哥電報局,得到了送往墨西哥總統的解了密的文件拷貝。這樣,秘密就可能是由墨西哥方泄露的,他們以此為掩護將情報透露給了美國。
美國憤怒了。每個人都被激怒了,原先只是東海岸的人在關心,現在,整個中西部都擔心墨西哥的舉動。電文破譯後六個星期,美國對德國宣戰。當總統伍德羅·威爾遜要求對德宣戰時,站在他背後的,是一個團結起來的憤怒的國家,它時刻准備對德作戰。
這可能是密碼破譯史上,當然也是情報史上最著名的事件。齊麥曼的電文使整個美國相信德國是國家的敵人。德國利用密碼破譯擊敗了俄軍,反過來又因自己的密碼被破譯而加速走向了滅亡。
第一次世界大戰前,重要的密碼學進展很少出現在公開文獻中。直到1918年,二十世紀最有影響的密碼分析文章之一¾¾William F. Friedman的專題論文《重合指數及其在密碼學中的應用》作為私立的「河岸(Riverbank)實驗室」的一份研究報告問世了,其實,這篇著作涉及的工作是在戰時完成的。一戰後,完全處於秘密工作狀態的美國陸軍和海軍的機要部門開始在密碼學方面取得根本性的進展。但是公開的文獻幾乎沒有。
然而技術卻在飛速的發展,簡單的明文字母替換法已經被頻率分析法毫無難度地破解了,曾經認為是完美的維吉耐爾(Vigenere)密碼和它的變種也被英國人Charles Babbage破解了。順便說一句,這個Charles Babbage可不是凡人,他設計了差分機Difference Engine和分析機Analytical Engine,而這東西就是現在計算機的先驅。這個事實給了人們兩個啟示:第一,沒有哪種「絕對安全」的密碼是不會被攻破的,這只是個時間問題;第二,破譯密碼看來只要夠聰明就成。在二次大戰中,密碼更是扮演一個舉足輕重的角色,許多人認為同盟國之所以能打贏這場戰爭完全歸功於二次大戰時所發明的破譯密文數位式計算機破解德日密碼。
1918年,加州奧克蘭的Edward H.Hebern申請了第一個轉輪機專利,這種裝置在差不多50年裡被指定為美軍的主要密碼設備,它依靠轉輪不斷改變明文和密文的字母映射關系。由於有了轉輪的存在,每轉動一格就相當於給明文加密一次,並且每次的密鑰不同,而密鑰的數量就是全部字母的個數――26個。
同年,密碼學界的一件大事「終於」發生了:在德國人Arthur Scherbius天才的努力下,第一台非手工編碼的密碼機――ENIGMA密碼機橫空出世了。密碼機是德軍在二戰期間最重要的通訊利器,也是密碼學發展史上的一則傳奇。當時盟軍借重英國首都倫敦北方布萊奇利公園的「政府電碼與密碼學院」,全力破譯德軍之「謎」。雙方隔著英吉利海峽鬥智,寫下一頁精彩無比的戰史,後來成為無數電影與影集的主要情節,「獵殺U571」也是其中之一。
隨著高速、大容量和自動化保密通信的要求,機械與電路相結合的轉輪加密設備的出現,使古典密碼體制也就退出了歷史舞台。
第二階段為從1949年到1975年。
1949年仙農(Claude Shannon)《保密系統的通信理論》,為近代密碼學建立了理論基礎。從1949年到1967年,密碼學文獻近乎空白。許多年,密碼學是軍隊獨家專有的領域。美國國家安全局以及前蘇聯、英國、法國、以色列及其它國家的安全機構已將大量的財力投入到加密自己的通信,同時又千方百計地去破譯別人的通信的殘酷游戲之中,面對這些政府,個人既無專門知識又無足夠財力保護自己的秘密。
1967年,David Kahn《破譯者》(The CodeBreaker)的出現,對以往的密碼學歷史作了相當完整的記述。《破譯者》的意義不僅在於涉及到相當廣泛的領域,它使成千上萬的人了解了密碼學。此後,密碼學文章開始大量涌現。大約在同一時期,早期為空軍研製敵我識別裝置的Horst Feistel在位於紐約約克鎮高地的IBM Watson實驗室里花費了畢生精力致力於密碼學的研究。在那裡他開始著手美國數據加密標准(DES)的研究,到70年代初期,IBM發表了Feistel和他的同事在這個課題方面的幾篇技術報告。
第三階段為從1976年至今。1976年diffie 和 hellman 發表的文章「密碼學的新動向」一文導致了密碼學上的一場革命。他們首先證明了在發送端和接受端無密鑰傳輸的保密通訊是可能的,從而開創了公鑰密碼學的新紀元。
1978年,R.L.Rivest,A.Shamir和L.Adleman實現了RSA公鑰密碼體制。
1969年,哥倫比亞大學的Stephen Wiesner首次提出「共軛編碼」(Conjugate coding)的概念。1984年,H. Bennett 和G. Brassard在次思想啟發下,提出量子理論BB84協議,從此量子密碼理論宣告誕生。其安全性在於:1、可以發現竊聽行為;2、可以抗擊無限能力計算行為。
1985年,Miller和Koblitz首次將有限域上的橢圓曲線用到了公鑰密碼系統中,其安全性是基於橢圓曲線上的離散對數問題。
1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理論使用到序列密碼及保密通信理論,為序列密碼研究開辟了新途徑。
2000年,歐盟啟動了新歐洲數據加密、數字簽名、數據完整性計劃NESSIE,究適應於21世紀信息安全發展全面需求的序列密碼、分組密碼、公開密鑰密碼、hash函數以及隨機雜訊發生器等技術。
建議你可以參考下:密碼學基礎、密碼學原理、OpenSSL等書籍
『玖』 量子技術是什麼,有哪些應用呢
數千年來,人類一直依靠天生的直覺來認識自然界運行的原理。雖然這種方式讓我們在很多方面誤入歧途,譬如,曾一度堅信地球是平的。但從總體上來說,我們所得到的真理和知識,遠遠大過謬誤。正是在這種雖緩慢、成效卻十分積極的積累過程中,人們逐漸摸索總結出了運動定律、熱力學原理等知識,自身所處的世界才變得不再那麼神秘。於是,直覺的價值,更加得到肯定。但這一切,截止到量子力學的出現。
量子起源
這是被愛因斯坦和玻爾用「上帝跟宇宙玩擲骰子」來形容的學科,也是研究「極度微觀領域物質」的物理學分支,它帶來了許許多多令人震驚不已的結論——科學家們發現,電子的行為同時帶有波和粒子的雙重特徵(波粒二象性),但僅僅是加入了人類的觀察活動,就足以立刻改變它們的特性;此外還有相隔千里的粒子可以瞬間聯系(量子糾纏):不確定的光子可以同時去向兩個方向(海森堡測不準原理);更別提那隻理論假設的貓既死了又活著(薛定諤的貓)……
諸如以上,這些研究結果往往是顛覆性的,因為它們基本與人們習慣的邏輯思維相違背。以至於愛因斯坦不得不感嘆道:「量子力學越是取得成功,它自身就越顯得荒誕。」
到現在,與一個世紀之前人類剛剛涉足量子領域的時候相比,愛因斯坦的觀點似乎得到了更為廣泛的共鳴。量子力學越是在數理上不斷得到完美評分,就越顯得我們的本能直覺竟如此粗陋不堪。人們不得不承認,雖然它依然看起來奇異而陌生,但量子力學在過去的一百年裡,已經為人類帶來了太多革命性的發明創造。正像詹姆斯·卡卡廖斯在《量子力學的奇妙故事》一書的引言中所述:「量子力學在哪?你不正沉浸於其中嗎。」
陌生的量子,不陌生的晶體管
美國《探索》雜志在線版給出的真實世界中量子力學的一大應用,就是人們早已不陌生的晶體管。
1945年的秋天,美國軍方成功製造出世界上第一台真空管計算機ENIAC。據當時的記載,這台龐然大物總重量超過30噸,佔地面積接近一個小型住宅,總花費高達100萬美元。如此巨額的投入,註定了真空管這種能源和空間消耗大戶,在計算機的發展史中只能是一個過客。因為彼時,貝爾實驗室的科學家們已在加緊研製足以替代真空管的新發明——晶體管。
晶體管的優勢在於它能夠同時扮演電子信號放大器和轉換器的角色。這幾乎是所有現代電子設備最基本的功能需求。但晶體管的出現,首先必須要感謝的就是量子力學。
正是在量子力學基礎研究領域獲得的突破,斯坦福大學的研究者尤金·瓦格納及其學生弗里德里希·塞茨得以在1930年發現半導體的性質——同時作為導體和絕緣體而存在。在晶體管上加電壓能實現門的功能,控制管中電流的導通或者截止,利用這個原理便能實現信息編碼,以至於編寫一種1和0的語言來操作它們。
此後的10年中,貝爾實驗室的科學家製作和改良了世界首枚晶體管。1954年,美國軍方成功製造出世界首台晶體管計算機TRIDAC。與之前動輒樓房般臃腫的不靠譜的真空管計算機前輩們相比,TRIDAC只有3立方英尺大,功率不過100瓦。今天,英特爾和AMD的尖端晶元上,已經能夠擺放數十億個微處理器。而這一切都必須歸功於量子力學。
量子干涉「搞定」能量回收
無論怎樣心懷尊敬,對於我們來說,都不太容易能把量子力學代表的理論和它帶來的成果聯系在一起,因為他們聽起來就是完全不相乾的兩件事。而「能量回收」就是個例子。
每次駕車出行,人們都會不可避免地做一件負面的事情——浪費能量。因為在發動機點燃燃料以產生推動車身前進的驅動力同時,相當一部分能量以熱量的形式散失,或者直白地說,浪費在空氣當中。對於這種情況,美國亞利桑那大學的研究人員試圖藉助量子力學中的量子干涉原理來解決這一問題。
量子干涉描述了同一個量子系統若干個不同態疊加成一個純態的情況,這聽起來讓人完全不知所謂,但研究人員利用它研製了一種分子溫差電材料,能夠有效地將熱量轉化為電能。更重要的是,這種材料的厚度僅僅只有百萬分之一英尺,在其發揮功效時,不需要再額外安裝其他外部運動部件,也不會產生任何污染。研究團隊表示,如果用這種材料將汽車的排氣系統包裹起來的話,車輛因此將獲得足以點亮200隻100瓦燈泡的電能——盡管理論讓人茫然,但這數字可是清晰可見的。
該團隊因此對新型材料的前途充滿信心,確定在其他存在熱量損失的領域,該材料同樣能夠發揮作用,將熱能轉變為電能,比如光伏太陽能板。而我們只需知道,這都是量子干涉「搞定」的。
不確定的量子,極其確定的時鍾
作為普通人,一般是不會介意自己的手錶快了半分鍾,還是慢了十幾秒。但是,如果是像美國海軍氣象天文台那樣為一個國家的時間負責,那麼這半分半秒的誤差都是不被允許的。好在這些重要的組織單位都能夠依靠原子鍾來保持時間的精準無誤。這些原子鍾比之前所有存在過的鍾表都要精確。其中最強悍的是一台銫原子鍾,能夠在2000萬年之後,依然保持誤差不超過1秒。
看到這種精確的能讓人紊亂的鍾表後,你也許會疑惑難道真的有什麼人或者什麼場合會用到它們?答案是肯定的,確實有人需要。比如航天工程師在計算宇宙飛船的飛行軌跡時,必須清楚地了解目的地的位置。不管是恆星還是小行星,它們都時刻處在運動當中。同時距離也是必須考慮的因素。一旦將來我們飛出了所在星系的范圍,留給誤差的邊際范圍將會越來越小。
那麼,量子力學又與這些有什麼關系呢?對於這些極度精準的原子鍾來說,導致誤差產生的最大敵人,是量子雜訊。它們能夠消減原子鍾測量原子振動的能力。現在,來自德國大學的兩位研究人員已經開發出,通過調整銫原子的能量層級來抑制量子雜訊程度的方法。它們目前正在試圖將這一方法應用到所有原子鍾上去。畢竟科技越發達,對准時的要求就越高。
量子密碼之戰無不勝
斯巴達人一向以戰斗中的勇敢與兇猛聞名於世,但是人們並不能因此而輕視他們在謀略方面的才幹。為了防止敵人事先得知自己的軍事行動,斯巴達人使用一種被稱作密碼棒的東西來為機密信息加密和解密。他們先將一張羊皮紙裹在一根柱狀物上,然後在上面書寫信息,最後再將羊皮紙取下。藉助這種方式,斯巴達的軍官能夠發出一條敵人看起來語無倫次的命令。而己方人員只需再次將羊皮紙裹在同等尺寸的柱狀物上,就能夠閱讀真正的命令。
斯巴達人樸素的技巧,僅僅是密碼學漫長歷史的開端。如今,依靠微觀物質一些奇異特性的量子密碼學,已經公開宣稱自己無解。它是一種利用量子糾纏效應、基於單光子偏振態的全新信息傳輸方式。其安全之處在於,每當有人闖入傳輸網路,光子束就會出現紊亂,每個結點的探測器就會指出錯誤等級的增加,從而發出受襲警報;發送與接收雙方也會隨機選取鍵值的子集進行比較,全部匹配才認為沒有人竊聽。換句話說,黑客無法闖入一個量子系統同時不留下干擾痕跡,因為僅僅嘗試解碼這一舉動,就會導致量子密碼系統改變自己的狀態。相應的,即便有黑客成功攔截獲得了一組密碼信息的解碼鑰匙,那他在完成這一舉動的同一時刻,也導致了密鑰的變化。因而當合法的信息接收者檢查鑰匙時,就會輕易發現端倪,進而更換新的密鑰。
量子密碼的出現一直被視為「絕對安全」的回歸,不過,天下沒有不透風的牆。擁有1000多年前那部維京時代海盜史的挪威人,已經打破了量子密碼無解的神話。藉助誤導讀取密碼信息的設備,他們在不嘗試解碼的條件下,就獲得了信息。但他們承認,這只是利用了現存技術上的一個漏洞,在量子密碼術完善後即可趨避。
隨機數發生器:上帝的「量子骰子」
所謂的隨機數發生器,並不是老派肥皂劇中那些奇幻神秘的玩意。它們藉助量子力學,能夠召喚出真正的隨機數。不過,科學家們為什麼要不辭勞苦地深入量子世界來尋找隨機數,而不是簡單輕松地拋下硬幣、擲個骰子?答案在於:真正的隨機性只存在於量子層級。實際上只要科學家們收集到關於擲骰子的足夠信息,那麼他們便能夠提前對結果做出預測。這對於輪盤賭博、彩票甚至計算機得出的開獎結果等等,統統有效。
然而,在量子世界,所有的一切都是絕對無法預測的。馬克斯·普朗克大學光學物理研究所的研究人員正是藉助這一不可預知性,製作出了「量子骰子」。他們先是通過在真空中製造波動來產生出量子雜訊,然後測量雜訊所產生的隨機層級,藉此獲得可以用於信息加密、天氣預演等工作的真正隨機數字。值得一提的是,這種骰子被安裝在固態晶元上,能夠勝任多種不同的使用需求。
我們與激光險些失之交臂
與量子力學的經歷相似,激光在早期曾經也被認為是「理論上的巨人,實際應用上的侏儒」。但今天,無論是家用CD播放器,還是「導彈防禦系統」,激光已經在當代人類的社會生活中,占據了核心地位。不過,如果不是量子力學,我們與激光的故事,很可能是以「擦身而過」而收場。
激光器的原理,是先沖擊圍繞原子旋轉的電子,令其在重回低能量級別時迸發出光子。這些光子隨後又會引發周圍的原子發生同樣的變化,即發射出光子。最終,在激光器的引導下,這些光子形成穩定的集中束流,即我們所看到的激光。當然,人們能夠知曉這些,離不開理論物理學家馬克斯·普朗克及其發現的量子力學原理。普朗克指出,原子的能量級別不是連續的,而是分散、不連貫的。當原子發射出能量時,是以在離散值上被稱作量子的最小基本單位進行的。激光器工作的原理,實際上就是激發一個特定量子散發能量。
專門挑戰極端的超精密溫度計
如果用普通的醫用溫度計,去測量比絕對零度低百分之一的溫度,這支溫度計的下場可想而知。那麼如何去對付這樣的極端溫度呢?耶魯大學的研究人員發明了一支可以對付這些情況的神奇溫度計。它不僅能在極端環境中保持堅挺,更能夠提供無比精確的數值。
為製作這種溫度計,研究團隊必須重新梳理溫度計的設計思路。比如獲得精確數值的方式。幸運的是,在追尋精確的過程中,科學家們藉助量子隧道得到了自己想要的答案。就像鑽入山體內部而不是在其表面爬上爬下,粒子在穿越勢壘的過程中,產生出了量子雜訊。使用研究團隊的量子溫度計去測量這些雜訊,便能夠精確地得出實驗物體的溫度。
雖然這種溫度計對於普通人的日常生活並沒有太大的意義,但是在科學實驗室,尤其是那些需要極低溫度環境的材料實驗室它就可以大展身手了。現在,研究者們還在努力通過各種手段提高該溫度計的精確性,並期望隨著它應用范圍的拓展,更極端的科研環境都可以從中受益。
量子能量轉能載入駐波技術
量子能量轉能載入駐波技術。主要的原理是依託高科技量子能量艙。產品在進入艙體後經過「聲、光、電、磁」等物理介入方式,進行能量植入。
並且,在物質的分子層面進行駐波植入,也不會改變物質原有的分子結構和屬性。量子植入後的產品在理論上無半衰期,目前實驗室中現有的量子產品已經過了17年,依然保持著飽和的量子能量。
人人都愛量子計算機
在1965年發表的一篇論文中,英特爾公司的聯合創始人戈登·摩爾對計算機技術的未來發展,做了一些粗陋但卻意義深遠的預測。其中最重要的一條便是日後著名的摩爾定律:每平方英尺集成電路上晶體管的數量,每18個月便會翻兩倍。這一定律對計算機技術的發展產生了深遠影響,但是現在,摩爾定律似乎走到了盡頭,因為到2020年,硅晶元將會達到自身的物理極限,而隨著晶體管體積的不斷縮小,它們將開始遵循量子世界的各種規律。
和量子世界的規律「抱有敵意」相比,順應量子時代或許才是人們最好的選擇。今天,那些從事量子計算機研究的科學家做的正是這件事情。相比傳統計算機,量子計算機具有無可比擬的巨大優勢:並行處理。藉助並行處理的能力,量子計算機能夠同時處理多重任務,而不是像傳統計算機那樣還要分出輕重緩急。量子計算機的這一特性,註定它在未來將以指數級的速度超越傳統計算機。
不過,在量子計算成為現實之前,科學家們還需要克服一些艱難挑戰。比如,量子計算機使用的是比傳統比特存儲能力高出許多的量子比特,但是不幸的是,量子比特非常難以創造出來,因為這需要多種粒子共同組成網路。直到現在,科學家只能夠一次性將12種粒子纏連起來。而量子計算機若要實現商業化應用,至少需要將這個數字增加數十倍甚至上百倍。
遠距傳輸從科幻到現實
科幻片,尤其是太空題材的,最愛遠距傳輸:偌大的一個人,在一個地方神秘消失,不需要任何載體的攜帶,又在另一個地方瞬間出現。
遠距離傳輸就是量子態隱形傳輸,是在無比奇特的量子世界裡,量子呈現的「糾纏」運動狀態。該狀態的光子如同有「心電感應」,能使需要傳輸的量子態「超時空穿越」,在一個地方神秘消失,不需要任何載體的攜帶,又在另一個地方瞬間出現。在「超時空穿越」中它傳輸的不再是經典信息,而是量子態攜帶的量子信息,這些量子信息是未來量子通信網路的組成要素。
此前,IBM團隊的6名工程師證明,遠距傳輸完全可以實現,至少從理論上來講是這樣。但必須注意的是,「原對象」在此過程中將消失——因為遠距傳輸可不是「傳真機」,你原來那份「文件」是會被它銷毀的。其貌似「復制」原物體的過程,實際也是對原物體的一種改變。
2009年,美國馬里蘭州立大學聯合量子研究所的科學家進行的「量子信息處理」的實驗中,成功地實現了從一個原子到1米外的一個容器里的另一個原子的量子隱形傳輸。盡管在實驗中是一個原子轉變成另一個原子,由第二個原子扮演起第一個原子的角色,與「原物傳送」的概念不同,但原子對原子的傳輸,卻對於研製超密超快的量子計算機和量子通信具有重大意義。
沒錯,遠距傳輸並不僅在傳輸物體這一目標上才有價值,在達到這一目的之前,通往「聖域」的各項研究也被證明在其他多重領域大有作為。而所有的量子力學研究,甚至人類所有的科學活動,亦同此理。
想知道什麼是真正的瞬時通信嗎
量子力學在過去的歲月里為人們帶來的成就彌足珍貴,但科學家們有理由相信,其在未來會奉獻的更多。
現在,當你在手機、簡訊、郵件以及MSN、飛信等等諸如此類的通信工具之間徜徉時,可能以為自己已經被所謂的「瞬時通信」覆蓋。實際上,你發出的聲音、文字、圖像都需要一點時間才能達到目的地,或長或短而已。現在的人們日常所能用到的通信方式,所需時間都極其短,但在很遠的未來,人和人之間的交流不會只限於大洲與大洲之間,而可能需要橫跨星系,這就使通信時間大大的增加——譬如說,在今年8月6日,「好奇」號火星車登陸火星,傳回的信號到達地球就有十幾分鍾的延遲。但這還只是在太陽系中地球和火星的距離,如果將距離延伸的更遠,那麼科學家們認為,只有量子力學才有能力真正實現「即時」的通信,無論距離多遠。
使瞬時通信成為現實的關鍵,在於被稱為量子糾纏的量子力學現象——愛因斯坦稱其為「幽靈般的遠距作用」,指處於糾纏態的兩個粒子即使距離遙遠,也保持著特別的關聯性,對一個粒子的操作會影響到另一個粒子。簡單來說就是,當其中一個粒子被測量或者觀測到,另一個粒子也隨之在瞬間發生相應的狀態改變。這種彷彿「心電感應」般的一致行動,已超出了經典物理學規則的解釋范疇,因此才被愛因斯坦視作鬼魅。但利用量子糾纏,我們可以操縱其中一個粒子引起對應粒子的即時、相應變化,從而完成收發「宇宙郵件」的動作。
『拾』 凌慶平量子密碼產品怎麼樣
凌慶平量子密碼產品很好。凌慶平量子密碼產品都是經過正規檢測的產品,質量過硬,銷量好,每個月能夠銷售近3000台設備。凌慶平量子密碼產品的購買評價也是非常好的,好評率很高。所以凌慶平量子密碼產品很好。