日媒:全球競相開發量子密碼技術 商務軍事或迎變革

2020-12-05 觀察者網

據參考消息網7月18日報導援引日媒報導,可以防止通信數據被監聽的量子密碼新技術正備受關注。這是史上最強的、利用光子的密碼技術。如果量子密碼技術實現實用化,則必將引發商務和軍事等領域的巨大變革。各國正不遺餘力地進行開發競爭。

量子密碼通信的理論模式是,發送方首先將用於解讀密碼文的「密匙」信息寫入一粒光子並發送給接收方。我們將這種手法叫作「量子密鑰分配(QKD)」。如果「密匙」順利發送到接收方那裡,則發送方將希望發送的數據轉化為密碼文再發送出去,接收方利用「密匙」進行解讀。

如果第三者試圖盜取「密匙」而觸碰光子,則光子的狀態必然發生變化,因此接收方會發現「密匙」可能已被盜取,便會要求發送方重新發送新的「密匙」。雙方僅通過沒有被盜取過的「密匙」進行數據傳送,因此可以防止被監聽。「密匙」是一次性的,每次都不一樣,即使有人從旁收聽也無法進行解讀。

相關研究正在迅速推進。情報通信研究機構等以產官學聯合的形式於2010年構築了「東京QKD網絡」。東京大手町與小金井市之間靠長達45公裡的光纜連接,成功地通過量子密碼進行了加密視頻數據的傳送,屬世界首例。

歐美和中國已經走在前列,在這些國家,以風險公司等為中心,在金融信息領域已經實現了量子密碼技術實用化。

量子密碼技術所用到的光子在通過光纖維進行傳遞過程中逐漸衰減,傳遞距離僅為100公裡左右。中國計劃在北京與上海之間設置30多個中轉點以「接力形式」完成約2000公裡的信息傳遞,但中轉點可能成為防監聽的薄弱環節。

量子密碼技術在太空領域的應用也引發競爭。正如光可以從距離相隔幾億光年的天體傳來一樣,光子在宇宙中幾乎不會衰減。

日本情報通信研究機構去年8月進行了利用「蘇格拉底」號超小型衛星向地球上一處地方逐粒發射光子的實驗,屬世界首例。如果發射多個成本較低的超小型衛星,則可以構築覆蓋全世界的量子密碼通信網,但預計後續人造衛星的發射最早要在5年後,進展較為緩慢。

中國去年8月發射「墨子號」衛星,今年6月宣布,通過「墨子號」衛星向地面發射光子,科研人員在距離超過1200公裡的兩個地面站之間實現了世界首次千公裡級的量子糾纏。中國正加快推進量子密碼技術在太空領域的應用。

日本有關人士不無警惕地表示:「中國正試圖把量子密碼通信技術打造成繼高鐵之後的又一個國家品牌。」

通過衛星進行量子密碼通信,可以與航海中的艦隊和飛行中的飛機進行聯繫,軍事利用價值也很高。美國國防部高級研究項目局和民間機構正積極推進研究,有些部分已經被指定為國家機密。

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