第一次成功攻击商用量子加密系统

24 五

 

 
       当涉及到信息传递加密时,量子加密可以说是最稳固的, 不管窃听者的技术多么高明,理论上没有任何方法实施窃听.
 
       但这仅仅是理论上,在实际情况中要涉及到信息传递的协议,如果我们的协议存在漏洞,那信息被窃取还是有可能的.加拿大多伦多大学的(University of Toronto) Feihu Xu, Bing Qi 和 Hoi-Kwong Lo最近做了一次实验,破解了以BB84协议为基础的商用量子加密传递系统,这是第一次对商用系统窃听成功.
 
       这儿说下他们是怎么做到的.在量子信息传递实验中,习惯上称发信息的为Alice,收信息的为Bob,窃听者为Eva.Alice要发信息,那么就需要先制备一些量子态,但因为现实世界的各种干扰,制备出的量子态不可能是纯净的,会包含着一些错误,在BB84协议中,规定错误率低于20%的信息是安全的,关于BB84协议,维基百科中有简单的介绍,容易理解.
 
上图第一行是正常的信息传递,sig是信号,ref是基.PM是相调制信号.下两行是经过相位重映射后的示意图.
 
       在实验中,Eve利用了20%错误率的规定,他通过一种叫做相位重映射攻击的方式(phase-remapping attack)的方法来截取信息,过后再发送信息(Intercept and Resend).并且维持错误率在19.7%,这样的话就在BB84协议认为安全的情况下成功的对量子信息传递进行了攻击.对量子加密感兴趣的话,可以点击下载这个PPT.
 
       这次对商用系统的成功攻击影响很大,因为BB84协议使用很广泛.这下势必需要改善协议,对传输过程的检验也需更加严格.

 
Ref:
arxiv.org/abs/1005.2376: Experimental Demonstration Of Phase-Remapping Attack In A Practical Quantum Key Distribution System
 
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8 条评论 ： “第一次成功攻击商用量子加密系统”

  1. 混沌之王 24. 五, 2010 at 16:20 #

    博主，我有一点不明白，这篇文章说“因为BB84协议使用很广泛”。而在我印象中，中国的好像只有中科大的潘建伟领导的小组有几个近商用的量子通信系统，也只限于几个大城市而已，离全面商用还有一段距离吧？何来“使用很广泛”

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    • 作者:znithy 24. 五, 2010 at 16:54 #

      不好意思,我表达不清楚,只是说在商用量子系统中遵守BB84协议广泛.而不是说遵守BB84的量子系统在社会上使用广泛.
      文章中针对的是id Quantique的ID-500 QKD system.

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  2. ty 24. 五, 2010 at 17:20 #

    哦，量子纠缠用于交换信息已经商用了吗？我还以仅仅为是一种理论设想呢:-)

    是不是必须先将制备好的纠缠态量子装在某种容器中，带到准备相互通信的两个地点？这个纠缠态量子会随“使用”而消耗吗？

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    • ty 24. 五, 2010 at 17:21 #

      既是说，制备必须在同一地点？

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      • 作者:znithy 24. 五, 2010 at 19:46 #

        商用是早就有了,但是不广泛,上面说的id Quantique公司01年就成立了.
        光量子储存技术我也不懂,只知道可以通过EIT效应来储存光信号.说不定楼上回帖的”混沌之王”知道,希望他看到后能回复下.

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        • 混沌之王 26. 五, 2010 at 08:43 #

          哦，这个我也不清楚，只知道因为光传输速度快，且可以在光纤中传输，所以经常选用光子作为信息的载体，即利用光子态来实现信息的编码。英国国防部首先于1993年，利用单光子的极化状态，在光纤中成功的实现了量子密钥分配。

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  3. wilson 25. 五, 2010 at 14:33 #

    希望这辈子能看到量子计算机成功,千倍万倍乃至百万倍于当今计算机的存在能出现~~~2的N次方实在是让人着迷~~

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  4. kk3000 30. 五, 2010 at 21:59 #

    回来顶你了

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