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执行“不可加密”的量子密码系统的新方法:首页
时间:2021-01-17 23:41 点击次数:
本文摘要:量子密码的优点是,如果攻击者试图阻止Alice和Bob消息,密码不会因量子力学的特性而改变自己。作为对反击探测器的应对,开发了关于测量仪器的被称为量子密钥分发(MDI-QKD)的新量子密码协议。在这种方法中,Alice和Bob不是每个人都有探测器,而是将他们的光子发送到名为Charlie的中心节点。

密钥

执行“不可加密”的量子密码系统的新方法需要以比现有实验慢10倍以上的速率传输信息。研究者已经开发了新的方法,解决了量子密码系统实施过程中的主要问题,这提高了构建可用的“不能加密”方法的可能性,用于发送到隐藏在光粒子中的脆弱信息。

从分束器的同一输入端口输入的无法辨别的光子的描述。通过将一个激光束“采集”到另一个激光束,剑桥大学和东芝欧洲研究中心的研究人员证明了可以比实际量子密码系统的早期尝试更快地分发加密密钥。这个结果在《NaturePhotonics》杂志上报道了。加密是现代生活最重要的组成部分使脆弱的信息能够安全共享。

在传统的加密技术中,特定信息的发送者和接收者要求密码或密钥,因此只有传达密钥的人才能解密信息。但是,随着计算机越来越快和更强大,加密的密码更容易被密码化。

量子密码

量子密码通过将信息隐藏在激光发射的光粒子和光子中来确保“牢固不可破坏”的安全性。在这种密码学形式中,使用量子力学随机分解密钥。发送者通常被称为Alice,由偏振方向不同的偏振片发送给密钥。

接收者通常被称为鲍勃,使用光子检测器测量光子的偏振方向,然后检测器将光子转换为位信息。这里,假设鲍勃以正确的顺序用于正确的光子检测器,他可以得到钥匙。

量子密码的优点是,如果攻击者试图阻止Alice和Bob消息,密码不会因量子力学的特性而改变自己。自20世纪80年代首次明确提出以来,量子密码带来了牢固的安全性。

论文的第一位作者LucianComandar说:“理论上,攻击者可能可以享受物理法则下所有可能的力量,但他们依然无法加密这个密码。” 但是,当试图构建可用的系统时,量子密码的问题经常发生。在现实中,对系统不同组件的创造性反击得到了很大的开发,为了恰当地应对反击的对策也得到了很大的发展。

密钥

最常被黑客攻击的组件是光子检测器,因为其高灵敏度和简单的设计,所以通常是最容易受到攻击的组件。作为对反击探测器的应对,开发了关于测量仪器的被称为量子密钥分发(MDI-QKD )的新量子密码协议。

在这种方法中,Alice和Bob不是每个人都有探测器,而是将他们的光子发送到名为Charlie的中心节点。查理通过分束器测量光子。

这些结果可以暴露这些位之间的相关性,但不泄露他们的数值,依然保持秘密。在这个装置中,即使查理想犯傻,信息也会维持安全性。

MDI-QKD已经实验证明,但其信息传递速度在现实世界中实际应用太快,这主要是因为不同的激光会产生无差别粒子上的困难。为了使其动作,由Charlie的分束器接收的激光脉冲需要宽(比较),这允许传输速率在数百位每秒(bps )以下的水平。剑桥大学研究人员开发的这种方法利用一条激光束使光子流向另一条激光束的称为脉冲激光采集的技术解决了这个问题。

通过增加脉冲中的时间摇晃量,激光脉冲对Charlie来说更明显,可以用于更短的脉冲。脉冲激光的采集也可以以足够低的速度随机改变激光束的振幅。表示在MDI-QKD设备中使用此技术后,可以降低约1Mbps的速度,比以前的版本提高了2~6位。

“这个协议给了我们以非常低的时钟速率最低可能性的安全性,”Comandar说。“也许正在说明如何实际执行量子密码。


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