中國量子密碼技術(shù)有多先進(jìn)？領(lǐng)先世界一度讓西方國家驚艷，使得英國不得不投下反對票與中國一爭高下！讓讓我們一起走入明天的主題：中國量子密碼技術(shù)。----引子
你們好，我是大牛。在信息科技技術(shù)這么發(fā)達(dá)的明天，保證信息安全成為了你們一致的首要任務(wù)，也正由于信息安全的重要性被漸漸顯露下來，才能催生出現(xiàn)市面上各類各樣的密碼系統(tǒng)，而大牛明天就為你們介紹一種貌似非常完美的密碼系統(tǒng)：量子密碼技術(shù)。那這些在國家、商業(yè)信息安全廣泛用到的密碼系統(tǒng)，是怎么做到“牢不可破”的呢？
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量子密碼技術(shù)
首先，大牛先來介紹哪些是“量子密碼技術(shù)”。傳統(tǒng)的密碼系統(tǒng)是基于物理的數(shù)字的組合，而量子密碼技術(shù)是基于數(shù)學(xué)學(xué)的光子和量子熱學(xué)方面的研究，所創(chuàng)造下來的一種密碼系統(tǒng)。說到量子熱學(xué)，可能你們都很陌生，不過那些并不是我們普通人要涉獵的范圍量子通訊技術(shù)，我們只要曉得量子熱學(xué)具有不確定性和不可克隆性這兩大特征就行了，而量子密碼技術(shù)正是用到了這兩個特點(diǎn)。
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量子密碼如同一個物體一樣，當(dāng)陌生人想要復(fù)制它或則是破解它，必然會剌激到量子，這時它還會在原先的基礎(chǔ)上發(fā)生改變，這就造成陌生人破解的量子不再是原先的量子，所以他人想要復(fù)制或則是破解它，都是沒有意義的存在，正由于這些特殊的性質(zhì)讓量子密碼技術(shù)顯得神秘且不可能破解，因而才能更有效地保證信息數(shù)據(jù)的安全，所以說量子密碼技術(shù)是“牢不可破的密碼系統(tǒng)”。
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量子密碼技術(shù)的核心：密鑰
雖然密碼術(shù)的存在，只是在解決一個問題，那就是怎樣在不安全的信道上安全地傳輸信息，目前的解決辦法就是通訊雙方設(shè)計(jì)一種隱藏信息，這樣一方就可以在不安全的信道傳送密文，之后另一方通過隱藏信息將密文還原成要獲取的信息，這些隱藏信息就是：密鑰，而我們要做的就是怎樣確保密鑰的安全共享，其實(shí)你們不太明白，大牛舉個反例。
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中學(xué)生A想要與中學(xué)生B傳遞一些秘密消息，為了之后傳遞消息的安全，中學(xué)生A先寫下密鑰，通過寄送的形式給中學(xué)生B，之后用這些設(shè)計(jì)好的密鑰破解傳遞過來的消息。并且中學(xué)生A的丈夫A可以隨時找到郵遞員，將信函分拆獲取密鑰，這樣一來媽媽A可以破解日后所有的信函內(nèi)容，例如中學(xué)生A要去做哪些、去哪里個游戲廳、去哪里上網(wǎng)就會被發(fā)覺。
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對門老王給中學(xué)生A提供了新方式，就是在傳遞密鑰的信封封口處做上隱型的標(biāo)記，一旦另一方發(fā)覺信封的隱藏標(biāo)記有被破壞的地方，就停止密鑰的使用，再度重新寄送密鑰。假如信封封口完好無損，兩個中學(xué)生就可以放心大膽地傳遞消息。所以爸爸A是否獲取密鑰并不可怕，只要媽媽在獲取密鑰的過程中留下痕跡被自己發(fā)覺，中學(xué)生A損失的僅僅是一封寄送密鑰的信封。
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不過好景不長，母親A發(fā)覺了女兒的秘密，同樣從對門老王那兒買了一支隱型槍，可以在打開信封的同時，還不會毀壞到隱型標(biāo)記，這樣一來母親A就可以成功獲得中學(xué)生A的密鑰，破解了中學(xué)生A與中學(xué)生B新的網(wǎng)咖集聚點(diǎn)。即使以后老王向中學(xué)生A推薦了超級隱型槍，而且中學(xué)生A曉得都會有超級隱型槍來破解，所以老王這一次推廣失敗。
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在這個過程中，我們可以發(fā)覺，竊密者獲取密鑰并不可怕，可怕的是在獲取密鑰的同時不留下任何痕跡，因而可以仍然獲取關(guān)鍵信息。而量子密碼技術(shù)的出現(xiàn)，就是讓任何的泄露方法都留下痕跡，因而對密鑰進(jìn)行改變。這些技巧也稱作量子秘鑰分發(fā)，是量子保密通訊的核心。
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量子密碼技術(shù)的核心：密鑰
如何樣，如今你們明白了吧，其實(shí)，這個故事是復(fù)旦學(xué)院王向斌院士在量子密碼技術(shù)的文章中述說的一個故事。假如有人說打電話、發(fā)短信、或者通過互聯(lián)網(wǎng)通信等手段都可以告訴對方密鑰，不必要寄送信封如此復(fù)雜呢？雖然上述所說的那些方式，都不可靠，電話可以被竊聽，發(fā)短信可以被黑客入侵截取，就連互聯(lián)網(wǎng)通信的訊號都可以被有心人獲取，所以才能說要在不安全的信道傳送密文。
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密鑰并不是只有一位數(shù)字，目前的量子密碼中，對于傳遞消息的每一個字符都相應(yīng)地有一位秘鑰。也就是說，傳遞的信息有N個字符，密鑰也會有N個，雖然傳遞的是一整本《紅樓夢》，這么密鑰的寬度也要與《紅樓夢》相一致。除了這么，為了安全性能更好，這串秘鑰的字符串量子通訊技術(shù)，必須是N個隨機(jī)的字符串，之前不能有任何的關(guān)聯(lián)。并且，每一次設(shè)計(jì)的密鑰只能用一次，這叫作“一次一密”。所以量子密碼術(shù)中的秘鑰，必需要滿足的3個條件就是：寬度跟銘文相等，隨機(jī)，一次一密。
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中國的量子密碼技術(shù)
階段一：1995年~2000年的學(xué)習(xí)階段在1995年，中國首次實(shí)現(xiàn)了量子密鑰分發(fā)的實(shí)驗(yàn)，并在2000年完成了多模光纖1.1Km的量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn);階段二：2001年~2005年的快速發(fā)展階段這三年是中國在量子密碼技術(shù)領(lǐng)域快速發(fā)展的時期，中國先后實(shí)現(xiàn)了50Km和125Km的量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。
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階段三：2006年~2010年的應(yīng)用嘗試階段中國再度用4年的時間，分別實(shí)現(xiàn)了100Km的量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，以及16Km的自由空間量子態(tài)隱型傳輸。以后在應(yīng)用方面，中國在南昌建成無錫量子政務(wù)網(wǎng)，然后又在南京建成世界首個光量子電話網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)了中國量子密碼技術(shù)的初步應(yīng)用。
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階段四：2010年至今的大規(guī)模應(yīng)用階段這期間，中國的量子技術(shù)與量子密碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛越。2010年，中國在南京建成首個城域量子通訊實(shí)驗(yàn)示范網(wǎng)，覆蓋整個杭州市主市區(qū)，光是使用的光纖就有1700公里，初步的建設(shè)主要服務(wù)于政府機(jī)關(guān)、金融機(jī)構(gòu)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、軍工企業(yè)及科研院所等對信息安全要求較高的地方。2011年，中國又再度研制出兼容精典激光通訊的“星地量子通訊系統(tǒng)”，成功實(shí)現(xiàn)實(shí)星地之間同時進(jìn)行量子通訊和精典激光通訊。
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2012年，中國在上海建成金融信息量子通訊驗(yàn)證網(wǎng)，同時實(shí)現(xiàn)了高保密性視頻語音通訊，以及實(shí)時文字交互和高速數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)葢?yīng)用。2014年，成都量子通訊網(wǎng)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)即將投入使用。2016年，中國再度打破世界的認(rèn)知，構(gòu)建起世界首列量子信息保密干線：滬寧干線。線路的總長2000多公里，從廣州出發(fā)，一路經(jīng)過西安，西安，最終抵達(dá)重慶。滬寧干線的建成，有借助滬寧兩地的金融、政務(wù)等機(jī)構(gòu)的保密通訊，同時也實(shí)現(xiàn)了城際量子通訊。
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同年8月，中國研發(fā)的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”成功發(fā)射，這顆由中國科學(xué)家自主研發(fā)的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，為構(gòu)建全球的光量子通訊網(wǎng)路奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2018年，中國借助“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，與俄羅斯之間首次實(shí)現(xiàn)了距離達(dá)7600公里的洲際量子秘鑰分發(fā)，同時借助共享秘鑰實(shí)現(xiàn)了加密數(shù)據(jù)的傳輸和視頻通訊。
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中國量子密碼技術(shù)邁向世界
也是在2018年，于北京舉辦的國際量子密碼大會上，一位英國科學(xué)家贊揚(yáng)了中國，同時喚起了世界上許多國家，在其他國家還在指責(zé)哪些是量子密碼技術(shù)的時侯，中國讓所有人都認(rèn)識到發(fā)展量子通訊的價(jià)值，這表明我國在量子密碼學(xué)領(lǐng)域的研究仍然處于世界前沿。
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作為中國的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，中國信息安全測評中心2018年10月為了廣泛普及量子密碼，首次向國際權(quán)威的ISO的工作組，提出擬定評估安全性的國際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)時出席投票的國家有45個，不僅棄權(quán)票之外，三分之二以上的國家贊同，于是推動標(biāo)準(zhǔn)化一事在2月獲得通過。但是，對于中國主導(dǎo)的規(guī)則制訂，法國倍感非常不滿，英國開始慌了，如何能讓中國這么順利地發(fā)展呢？
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由于在此之前的安全評估標(biāo)準(zhǔn)制訂的主導(dǎo)權(quán)仍然由法國肩負(fù)，所以在決定是否推動中國提出的國際標(biāo)準(zhǔn)制訂這一投票中，德國果斷否決，法國國家標(biāo)準(zhǔn)商會表示“（中國的）議案不建立”，投下了反對票。接著日本決定將出席推動基準(zhǔn)方案擬定的大會，與中國角逐擬定國際標(biāo)準(zhǔn)的地位，而英國也會為防止基準(zhǔn)方案出現(xiàn)有利于中國的內(nèi)容，將加以威懾。就目前而言，國際標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)方案還在接洽中。而中國與日本在量子科技領(lǐng)域的激烈競爭，就此拉開帷幕。
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好了，本期文章就是這樣，不曉得諸位更看好中國在量子科技領(lǐng)域的實(shí)力？還是德國？歡迎給牛總評論留言，最后喜歡的同學(xué)別忘掉點(diǎn)贊、關(guān)注哦。