當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二這項(xiàng)研究成果將發(fā)表在科學(xué)期刊《物理評(píng)論X》(Physical Review X)上。文章描述的技術(shù)可以在極短的時(shí)間內(nèi)，從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)每秒傳輸?shù)纳鲜畠|照片流中，測(cè)出光子的脈沖。科學(xué)家們使用一種更為先進(jìn)的光電探測(cè)器，從光纖中的光子脈沖流中提取弱光子，使得安全分發(fā)加擾數(shù)據(jù)所需密匙的距離達(dá)到56英里。
此類數(shù)據(jù)加擾系統(tǒng)將很有可能被首先用于涉及國(guó)家安全的政府通訊系統(tǒng)。但它們也可以被用作保護(hù)金融數(shù)據(jù)安全，最終普及到保護(hù)互聯(lián)網(wǎng)所有數(shù)據(jù)的安全。
這種方法基于量子物理學(xué)，利用這種方法可以馬上將通信中的偷聽(tīng)行為找出來(lái)。這項(xiàng)成果需要具備在極短時(shí)間內(nèi)捕捉到光脈沖的能力，在這種情況下要求是50微微秒。在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)光的傳播距離是15毫米。
現(xiàn)代密碼學(xué)中，如何傳送用于加擾和解擾數(shù)據(jù)的密匙是難點(diǎn)之一。
公匙加密使用一個(gè)公開(kāi)分發(fā)的鑰匙，相應(yīng)的密匙則私下保存，它允許兩個(gè)從未見(jiàn)過(guò)面的人安全的交換信息。但這種系統(tǒng)有很多弱點(diǎn)，包括可以利用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)暴力破解受數(shù)學(xué)公式保護(hù)的數(shù)據(jù)。
按照論文作者之一， 東芝歐洲研究所助理總經(jīng)理安德魯•希爾茲(Andrew J. Shields)的說(shuō)法，如果可以安全的交換密匙，那么就使用一次性密鑰(one-time pad)就成為可能，這是最安全的密碼形式之一?，F(xiàn)在市面上就有好幾個(gè)商用量子密匙分發(fā)系統(tǒng)存在，但是它們必須將量子密匙和通訊數(shù)據(jù)分開(kāi)傳送，一般利用不同的光纖。這樣增加了成本。對(duì)于涌進(jìn)光纖網(wǎng)絡(luò)的受保護(hù)高速數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，也太過(guò)復(fù)雜。
希爾茲表示，將量子信息植入傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以降低成本，并簡(jiǎn)化編碼和解碼數(shù)據(jù)的過(guò)程，使得量子分銷系統(tǒng)對(duì)于商業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)更有吸引力。
現(xiàn)代光學(xué)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不同顏色的光中同時(shí)傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流，以此來(lái)達(dá)到擴(kuò)容的目的。東芝-劍橋的系統(tǒng)在同樣的光纖中傳送量子信息，但會(huì)利用自有頻率與其他數(shù)據(jù)區(qū)分開(kāi)來(lái)。
希爾茲博士表示：我們可以利用偵測(cè)器，通過(guò)預(yù)測(cè)它們到達(dá)的時(shí)間，從散射光中找出量子光子。量子信號(hào)會(huì)精確的按照已知時(shí)間擊中偵測(cè)器，間隔為每一納秒。散射光的到達(dá)時(shí)間是隨機(jī)的。
希爾茲稱，盡管可以傳輸海量數(shù)據(jù)，但光纖非常的不安全。彎曲光纜露出光纖就可以進(jìn)行竊聽(tīng)。捕捉光纜中泄露的光并轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)是可能的。
希爾茲說(shuō)：量子物理學(xué)法則告訴我們，如果有人試圖測(cè)量這些單光子。測(cè)量會(huì)擾亂它們的狀態(tài)，導(dǎo)致單光子攜帶的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤。通過(guò)在密匙中測(cè)量錯(cuò)誤率，我們可以偵測(cè)光纖中是否存在偷聽(tīng)行為，利用這種方法可以直接測(cè)量每個(gè)鑰匙的保密度。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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