傳統密碼VS量子密碼

2020-12-05 世界萬家家常事

在介紹量子密碼之前,我們得先普及一點傳統的加密方面的知識,數據加密起源很早了,我認為就沒有必要從「盤古開天地」講起了,我就直接介紹目前主流的常用加密體系,首先現如今的加密體系大都是基於密鑰的,這裡的標準讀法是MIYUE,不過我已經改不過來了,所以就不要糾結我的發音了好吧,搞過編程的應該對這塊都比較熟悉,這些加密方式具體算法都是完全公開的,因為如果沒有密鑰,你知道算法也沒有用,山坊,就要你證音明?,傳統的密鑰就是我拿一把你拿一把,這兩把鑰匙一模一樣,可以同時用於加密和解密。

這就是「對稱加密」,比如目前常用的AES加密,這種方式有個弊端,就是極其容易洩密,對方如果把鑰匙丟了,相當於我的鑰匙也沒有用了,整體的安全已經不是我說了算了,然後就有了「非對稱加密」,比如目前常用的RSA算法,它有兩把不同的鑰匙,如果用這把加密那就只能用另一把解密,這種方式的特點是,這次不僅僅是算法是公開的,甚至連加密用的密鑰都是完全公開的,所以它有個名字叫「公鑰」,所有人都可以用這把「公鑰」來給我發加密信息,密文只有我自己拿著對應的私鑰才能解開,這樣我終於不用再考慮別人安不安全的問題了,「非對稱加密」還有個用途,既然說到這了我就順帶提。

既然說到這了我就順帶提一下,剛才是公鑰加密私鑰解密,那如果反過來,由於這個密文你只有用,我給你的公鑰才能解開,說明這個密文是用我自己的私鑰加密的,而這個私鑰又只有我才有,那這像什麼呢,對這就是我的「數字籤名」,對這就是我的「數字籤名,對了順帶給萌新程序猜們提一句,,嚴格意義上來說只能用來做「摘要」,並不算真正意義上的「籤名」,並不算真正意義上的「籤名,不要把這兩種東西搞混了,不過非對稱加密也有自己的缺陷,那就是速度太慢,由於是基於大素數分解,進行的都是大數計算。

對於同樣安全級別的對稱加密算法,它可能要慢上成百上千倍,它可能要慢上成百上千儲,那還有什麼用呢,有用那就是用它來加密對稱加密中的密鑰,具體邏輯是這樣,明文,不知道有沒有聽暈呢,這個方法就是平時上網使用的,這種安全協議的原理,這樣「非對稱加密」和「對稱加密」,兩者各取所長,保證可靠性的同時也兼顧了效率,到目前為止,世界上還沒有任何可靠的,攻擊RSA算法的方式,這主要是因為目前的計算機發展水平,即使去用「太湖之光」這種超級計算機,只要密鑰的長度足夠長,那就可以認為是不可破解的。

或者說破解所花的時間非常長非常長,隨著現代量子計算機的出現,地位也成,變可危,非對稱加密的地位也發發可危,因為論計算能力,相同規模的傳統計算機和它相比,簡直連計算器都算不上,充其量也就是個算盤,同樣破解1024位長的RSA算法,現有的傳,現有的傳統計算機可能需要幾十萬年,而用一臺512量子比特位的量子計算機,理論上可以做到1秒內破解,1.5雖然目前量子計算機的比特位數還比較少,目前,但是隨著技術的進步,在朱來量子計算是一定會對RSA算法構成威脅的必動量子位,在朱來量子計算是一定會對RSA算法構成威脅的必動量子位,,法構成威膚,那就「以子之矛攻子之眉?

那就「以子之矛攻子之盾」,那就「以子之矛攻子之眉」,終於輪到量子密碼登場了,它依賴於物理學原理,或者說我假設你有足夠強機的計算能力,怎麼保證呢,這就由量子力學的「不確定性原理,這就由量子力學的「不確定性原理」,以及「單量子不可克隆定理」,人及單量子不可克隆定理,來保證了,目前常用的方式叫做「量子密鑰分發」。

具體算法協議有很多種,比如BB84*BBM92,基本原來簡單來說,就是通過兩個信道,一個是量子信道一個是經典信道,量子信道用來傳遞量子態的信息,經典信道用來傳遞,測量量子態所需要的信息,具體步驟是這樣,發送帝4先用量子信道傳遞量子態同品,發送者A先用量子信道傳遞量子態同品,用量子信道傳遞量子籤號:6,三然後接收者B進行隨機方式測量,同時記錄測量方式和對應的結果,測量方式和對應的,二m,三,三mo然後B與其進行對比,因為B之前是隨機方式測量,所以首朱要忽略掉那些與A不同的測量。

所以首先要忽略掉那些與A不同的測量方式,而的都是相同的測量方式了,剩下的都是相同的測量方式了,竊聽者存在單個量子誤碼率是25%,(可能沒被竊聽),竊聽者存在單個量於誤碼平是25%,蘭定正幣的,竊聽者,竊聽者存在(一定被監聽了),竊聽者存在單個量於送碼個是25%,竊聽者存在單個量子誤碼至是25%,竊聽者存在,當接收到足夠多正確的信息後,這時候認為收集到了最終的密鑰,然後就可以拿它進行解密了,那竊聽者如果避開直接的測量呢的信息。,註:密它先載獲和複製這個量子態加密後的信息,註:然後再將原來的量子態傳送給B後的信息。公共信道,註:把那個複製的量子態留下來,後的信息,註:密鑰:僅供自己以後測量分析密鑰加密後的信息。

註:這樣原則上就不會留下痕跡了後的信息。,這樣原則上部公共信道,但是別忘了,量子有一個特徵叫,單量子不可克隆定理,它是「不確定性原理」的一個推論,因為要複製單個量子就要先進行測量,而測量必然改變量子的狀態,而測量必,所以你沒有辦法對一個未知量子態的量子,進行精確複製,因此這種方法也不可行,好了以上說的這種量子加密方式,是一種單量子方案,並沒有用到量子糾纏,其實對於大多數的量子密碼技術,都是單量子的方案做的,因為這種方式性價比高,容易產業化。

如果用量子糾纏方式的話,本質原理其實是一樣的,只是量子信道這裡直接變成了,量子隱形傳態,直接利用量子糾纏的「超距作用」,實現量子態的「隱形傳輸」,需要強調一點,即使是基於量子糾纏的數據傳輸,也不能實現超光速通信,因為整個流程需要藉助經典信道才能完成,所以說相對論在這裡還是有效的。

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    據悉,該論文報告屬於國際後量子密碼晶片領域,提出了後量子密碼算法的新型構架。該論文的第一作者是清華大學博士生張能,這也是中國大陸的科研人員首次在該領域論文報告中擔任第一作者的身份。相信不少人對後量子密碼晶片都是很陌生的,其實後量子密碼晶片是一種新型的晶片而且是和量子密碼算法緊密相關的晶片。
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