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新型量子加密技术有望击碎“棱镜”

2013-08-03 12:31
苏子言岁月
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  上周在有关于莫斯科的新闻中,最热门的话题依然是围绕着美国的“泄密者”斯诺登,他目前正寻求在俄罗斯临时避难。与此同时,在这座城市的另一边,尼古拉斯吉新博士上周宣布,他找到了能够防止类似美国国家安全局(National Security Agency)的机构再次窥探公民隐私的办法。以后的数据加密法将无法攻破、无懈可击。

  吉新是一名瑞士量子物理学家,他在探索和研究原子和光子等微观物理问题上走在世界前列。(光子是光的基本粒子。)早在2001年,吉新就与其他人共同创办了一家名叫ID Quantique 的公司,希望借此把他在量子物理世界里发现的各种奇特现象应用到商业世界中。当年量子学界基本上还处理在纯理论阶段,在实践上基本还处于空白,更多地只是在实验室里进行研究,而不是应用于真实世界。但是在过去十年里,量子技术已经大大地成熟起来,而且已经可以给现实世界带来很多实际的好处,其中就包括ID Quantique公司目前提供给各大银行和政府的数据加密技术——这也是一种几乎不可能被攻破的加密技术。

  吉新说:“这种新技术听起来似乎像是一种量子物理学的魔法,不过它当然不是魔法,只是一种非常现代化的科学技术。”不过与经典的通讯和加密方法相比,它的确具有某种“魔力”。经典密码学通常依赖某种数学算法,随机生成解密密钥,使信息发送者最终发送出一条加密信息,然后接收者可以通过解密密钥将信息还原。如果有某个第三方(在数据安全界的术语里称之为“敌方”)获取了密钥的拷贝,那么它就可以获取这份信息的拷贝,然后破译它——或者也可以凭借足够的时间和强大的计算能力,利用强大的算法攻破解密密钥。(据说美国国家安全局和世界上其他情报机构都是这样做的。)但是吉新的量子加密技术利用了量子物理学的某些奇特现象,可以使传送中的密钥无法被人拷贝,也无法被偷走和破解,除非发送者主动丢弃了这个密钥。

  ID Quantique公司的量子加密法使用的最主要的量子物理学原理叫“量子纠缠”。它在这种情况下是指两颗单独的光子被置于一个相关联的状态下。根据量子物理规则,这两颗纠缠的光子会无可避免地产生相互影响,如果其中一颗光子的状态被改变了,就必然会影响另一颗的状态,不管这两颗光子的位置是远在天边还是近在眼前,甚至是分别在地球的两端。发送者将其中一颗光子发送给接收者,那么发送者和接收者就各拥有了一颗光子。这些光子没有编入任何有用的信息——需要传递的信息还是通过常见的经典加密术加密,但是解密密钥通过一个随机数字生成器生成。(真正的随机数字生成器代表了由量子物理学派生的另一项技术——这个稍后再说)。

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