量子通信的最大問題在於,其應用價值根本微不足道

2020-12-06 電子發燒友

麻省理工科技評論在最近的一篇報導中介紹了一項對量子通信的破解工作，這樣的工作其實很多，在後來發布的聲明中，兩位作者也指出「十多年來，針對量子密鑰分發物理漏洞的攻擊方案陸續被提出」。

量子通信被破解，屬於正常的研究，毫不意外。真正的問題是，此前量子通信在宣傳上被故意誤導和一再誇大。

了解相關協議的內行都清楚，量子通信其實既「很不量子」，也「很不通信」。量子通信只是以硬體方式為「熟人」之間提供一個共享的密鑰，除此之外它啥也幹不了。

1、無法替代公鑰密碼為網際網路億萬「非熟人」之間分發密鑰

2、沒有公鑰、私鑰的協同配合難以實施網際網路上的身份認證、數字籤名等等服務

3、隨著用戶數增長，難以管理收發方之間建立和保存的海量初始密鑰

4、組網時必須依賴專用網絡設備，而這些設備的可信度又回到了傳統的安全問題

5、單光子在光纖中最大傳播距離有極限，依賴「可信中繼站」是難以克服的安全隱患

綜上所述，量子通信在現實中缺乏適用性，也永遠無法做到理論上的「無條件安全」，反覆拿理論上的「無條件安全」來說事，本身就是一種誤導性的話術。

現實中做不到，僅僅做到理論上「無條件安全」，是否也算戴上了光環呢？

不算。對稱密碼就在理論上是無條件安全的。早在1949年，資訊理論鼻祖香農就在他發表的「保密系統的通信理論」一文中證明了異或方式的對稱加密算法在滿足：密鑰長度不小於明文、密鑰生成充分隨機、一次一密這三個條件下，攻擊方完全無法破解密文。

對稱密碼主要用在「熟人」之間，為各類企業、政府機構和軍隊內部提供通信的安全保障。量子通信就是利用對稱密碼來加密解密的。那麼量子通信自己到底做了啥？只是用硬體方式分發了共享密鑰，僅此而已。

網際網路億萬「非熟人」之間通信，離不開公鑰密碼（非對稱密碼）。提升公鑰密碼的算法安全性，建立後量子公鑰密碼技術，才是國際主流的方向。《徐令予：英美等國家如何評估「量子通信」工程化》一文中，已經介紹了英國情報部門的白皮書、美國空軍的一份調研報告和日本科學家的一篇綜述性論文，都不認同量子通信的戰略價值。

去年由美國國家科學院組建的一個專家委員會向公眾發布的長達205頁的報告《量子計算：進展和前景》中，談到密碼學部分只談PQC（後量子密碼技術），一字未提QKD（量子密鑰分發，或「量子通信」）。

結論：量子通信的最大問題在於，其應用價值根本微不足道。

那麼什麼才是重要的？保證信息從A傳輸到B之間有充分的安全，密碼學已經很成熟了，也不需要量子通信參與，即使量子通信參與也只能做一件微不足道的密鑰分發。信息安全之所以還有隱患，問題出在信源的安全上，也就是大家用的手機、電腦中的微處理器可能有漏洞或者後門。英特爾的「熔斷和幽靈」就是例子。

量子通信合肥總控中心控制臺上的計算機用了英特爾的微處理器

所以，中國非常重視網信領域的自主可控問題，從來沒人說因為量子通信，中國不需要擔心網信安全了。美國一直拿華為的設備說有安全隱患，美國也不會說趕快發展某種量子技術就能高枕無憂了。信息安全是一個綜合的問題，物理學家本來就在這個問題上沒有多少發言權，現在一批人卻幾乎壟斷了發言權，才是很奇怪的事情。

我不想評價這批人，凡是了解「量子之父」、「木星上的汽車牌照」、「錘殺案」等有公開報導可查的事情，每個有科學素養的人，都會對是否應該信任他們得出自己的判斷。德國物理學家霍森菲爾德老太太的博客大家可以再讀一遍：

「科學家把研究項目的前景吹的天花亂墜，換取經費；高校吃掉一部分經費，然後把成果透露給媒體；既然有利可圖，媒體便大肆報導所謂突破性的科研成果；其輿論影響力能夠取悅政客，讓他們有吹噓國際競爭力的資本；然後政客又會保證充裕的經費流向科研項目。」

「如果科學家可以靠誇誇其談來增加獲得經費的機會，他們當然會選擇誇誇其談。如果他們可以靠當好好先生來增加獲得經費的機會，他們當然會選擇當好好先生。如果他們發表成果時可以靠蹭熱點來增加獲得經費的機會，他們自然會去蹭熱點。」

儘管如此，我還是認為應該支持這些量子信息學的科研，應該給他們合理的經費。需要糾正的是錯誤的宣傳，在應用上則要儘快出臺更規範的標準。

任正非很了不起，他說過華為肯定不會第一個做出量子計算機，他還說過一個國家首先要重視教育，重視基礎教育，特別是農村的基礎教育。對於基礎研究，任正非說過，華為對基礎研究，失敗了就漲工資，成功了就漲級。

基礎研究就是一個試錯的過程，你知道一條路走不通，這也是把錢變成了知識和人才。中國爆炸氫彈用的時間短，因為前面幾個大國再保密也給了一個重要信息：這件事能找到一條走得通的路。

但是，這不等於浮誇風不需要糾正。如果缺少了科研工作者的自覺，再多的經費也無助於得出正確的判斷。

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