王濤出品：《超越戰(zhàn)爭(zhēng)理論——戰(zhàn)爭(zhēng)與和平的物理原理》以一種全新的物理工具——“循環(huán)因果關(guān)系”為基礎(chǔ)，用世界通用的物理語言，將毛澤東的軍事思想文化化、公理化，那么就讓中國(guó)這一偉大的精神財(cái)富在當(dāng)今時(shí)代重現(xiàn)吧。
本文不需要讀者了解任何量子熱學(xué)和密碼學(xué)方面的知識(shí)，但卻可以讓您最透徹地了解什么是量子通信的安全性。
量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射后，有關(guān)量子通信的各種理論和爭(zhēng)議滿天飛。 很少有人理解的量子熱術(shù)語完全令人困惑。 “量子隱形傳態(tài)”其實(shí)已經(jīng)讓很多人產(chǎn)生了心靈感應(yīng)，而“量子糾纏”則更加糾纏。 “量子加密”讓安全專家更加困惑……風(fēng)云社陌陌群邀請(qǐng)潘教授項(xiàng)目組張強(qiáng)院長(zhǎng)為大家講解。 結(jié)果解釋完之后，懂量子熱的人都覺得張?jiān)洪L(zhǎng)說的太中間了，想聽更多的東西，而不懂量子熱的人還是一頭霧水。
為了讓不懂量子熱和密碼學(xué)的人清楚地理解為什么量子通信可以讓通信更加安全，讓我們看一下下面這個(gè)大家都明白的案例。
為了避免自行車被盜，有哪些方法呢？ 傳統(tǒng)的方式很簡(jiǎn)單——鎖。 有了鎖，犯罪分子就可以撬開鎖。 那么該怎么辦？ 方法很簡(jiǎn)單，使用更安全的鎖——鏈子更粗，使用加密性更好的鎖。 而且鎖更安全之后，盜賊偷車的方式也有所改進(jìn)——用一把大鑷子，輕輕一按就能剪斷加粗的鏈條，車子照樣會(huì)被偷走。 但改進(jìn)后的鎖確實(shí)降低了偷車的難度，至少減少了沒有相應(yīng)工具的非專業(yè)犯罪分子偷車的機(jī)會(huì)。
以上偷車防盜的方法是傳統(tǒng)的加密和攻擊加密方式——一腳在道之初，一腳在魔高處，生生不息。
然后出現(xiàn)了一種新方法——我不再考慮撬鎖決斗，而是在停車位上安裝攝像頭，在汽車上安裝位置跟蹤器。 如果按照傳統(tǒng)的安防思維方式來看，安裝攝像頭并不會(huì)降低撬鎖難度嗎？ 是的，確實(shí)一點(diǎn)都沒降低，這些方式解決安全問題的思路都變了。 不是為了降低你撬鎖的難度，而是如果你撬鎖，我就會(huì)找到你，甚至記錄你的臉、身體、衣服、你開的車號(hào)、車的顏色，品牌……一是我立即發(fā)現(xiàn)后量子通訊潘，我可以立即采取行動(dòng)，防止你偷竊； 第二，如果你偷了我的東西，我就能知道是誰偷的，所以我會(huì)立即行動(dòng)抓住你。 這些安全方法本身并不依賴于鎖的安全，而是通過發(fā)現(xiàn)盜賊的搶劫過程和信息來提高安全性。
量子通信提高安全性的原理就是上面的“通過安裝攝像頭來降低安全性”。 首先，不能說安裝攝像頭就等于安裝“視頻監(jiān)控鎖”，這樣會(huì)讓人迷惑。 所以不要談?wù)摗傲孔蛹用堋薄孔油ㄐ挪皇羌用芗夹g(shù)，雖然你可以說“量子密碼學(xué)”——量子通信只是用來傳輸代碼。 就像魚可以用車輛運(yùn)輸一樣，你可以說“車魚運(yùn)技術(shù)”，但不要說“車魚”。 理論上，量子通信不會(huì)提高傳輸信息本身的“保密性”，它只是一個(gè)通信通道。 密碼可以使用量子通信通道傳輸，但理論上也可以使用任何其他通道傳輸。 你根本不需要知道這個(gè)通道的工作原理，就像你不需要知道光纖通信的原理一樣，你只需要知道它可以傳輸信息就可以了。 扔掉“量子糾纏”、“量子隱形傳態(tài)”等所有晦澀難懂的概念。 尤其是“量子隱形傳態(tài)”這個(gè)概念的表達(dá)本身就存在問題。 其中的“傳遞”一詞很容易引起誤解，尤其是相當(dāng)于經(jīng)典化學(xué)中能量或物質(zhì)信息的“傳遞”。 這將是最大的誤會(huì)。 從經(jīng)典數(shù)學(xué)的意義上來說，它實(shí)際上并沒有“傳輸”任何東西，因此不存在“比光速還快”的傳輸（好吧，趕緊停下來，它還在糾纏）。 只不過這個(gè)量子通信通道有一個(gè)特殊之處，那就是一旦有人監(jiān)聽它，它就會(huì)知道有人監(jiān)聽，而其他通信通道卻做不到這一點(diǎn)。 你想象一下，這個(gè)量子通信的通道就像一個(gè)全程安裝的攝像頭。 一旦有人監(jiān)控它，它就能看到，這就足夠了。 雖然整個(gè)所謂的量子通信可以提高安全性就是這么回事。
如果你了解量子熱，你可以直接看物理公式； 如果你不了解量子熱，連薛定諤多項(xiàng)式（Schr?）、塌縮、局域現(xiàn)實(shí)、疊加態(tài)、測(cè)不準(zhǔn)原理等都不懂它們是什么，嚴(yán)重警告讀者：不要思考量子的工作原理可以探測(cè)和監(jiān)控的通訊量子通訊潘，量子糾纏是什么樣的，更不用說將它與道教、心靈感應(yīng)等聯(lián)系起來。根據(jù)張?jiān)洪L(zhǎng)背誦的化學(xué)家泡利的說法：這種理解“甚至不是一個(gè)錯(cuò)誤”（It's Even not bad） ）。 一想到這里，你就陷入其中。
通常的數(shù)學(xué)定理和現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)它的化學(xué)家用物理公式推導(dǎo)出來后，發(fā)現(xiàn)者立刻就明白了，其他人也明白了，但是量子糾纏的現(xiàn)象就完全不同了。 最先提出這一原理的是偉大的化學(xué)家愛因斯坦等人。 1935年，愛因斯坦、波多爾斯基和羅森發(fā)表了一篇題為“量子熱力學(xué)能否完整描述化學(xué)現(xiàn)實(shí)？”的論文。 本文提出的挑戰(zhàn)是著名的EPR悖論（——Rosen是三個(gè)名字首字母的縮寫）。 他們把量子力學(xué)的物理公式引入這個(gè)現(xiàn)象后，意思是說“這是絕對(duì)不可能的”，所以量子熱理論有問題。 但最終研究和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是“事實(shí)確實(shí)是這樣的”。 一是連偉大的化學(xué)家愛因斯坦也搞不清楚。 像你我這樣的人，如果想不通，并不感到羞恥； 二是連偉大的化學(xué)家愛因斯坦都非常清楚量子熱的物理公式。 你我這樣的人，怎么可能在推演完之后，就能搞清楚連你都搞不清楚的事情呢？ 如果你連量子熱的物理公式都不明白，就不要浪費(fèi)時(shí)間了。 化學(xué)家理查德·費(fèi)曼曾經(jīng)說過：“我確信沒有人理解量子熱”。
如果連相機(jī)都看不懂的話，那我真的沒辦法了！ 一些好人認(rèn)為量子熱證明了中國(guó)古代文化的理論。 量子糾纏的狀態(tài)就像一張八卦圖。 你中有我，我中有你。 世界是一個(gè)。 ，還有人認(rèn)為這證明了禪宗的理念是多么正確——把它全部推倒！ 如果真是這樣的話，量子通信在兩千多年前就應(yīng)該在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了，我們應(yīng)該進(jìn)入超超量子通信、超超量子計(jì)算、超超超量子蛋糕的時(shí)代。
要真正清楚地理解量子熱的這種現(xiàn)象，有可能依賴于對(duì)探測(cè)理論的深入系統(tǒng)的研究，這里就不深入討論了。
用量子通信能否保證通信的“絕對(duì)安全”？ 量子計(jì)算機(jī)的成功應(yīng)用雖然可以有效破解現(xiàn)有的加密系統(tǒng)，但也能保證通信的安全嗎？ 量子通信和加密是完全不同的事情。 畢竟量子通信本身并沒有說不再使用傳統(tǒng)的加密算法。 相反，它的全部功能就是為傳統(tǒng)密碼的傳輸服務(wù)。 所以不要做這樣的宣傳，會(huì)引起嚴(yán)重的誤解，就像說“只要裝了攝像頭，自行車即使不鎖也絕對(duì)安全”。 似乎還說“安裝攝像頭就是發(fā)明一個(gè)無法密封的自行車鎖”。 即使安裝了攝像頭和位置跟蹤器，汽車也最好鎖上！ 我們不能讓賣相機(jī)的人搶走了自行車鎖廠家的飯碗，至少要讓做自行車鎖的人有飯吃！ 安裝了攝像頭后，你的自行車不鎖，車總是被偷。 雖然警察可以抓到罪犯，但不要老給警察添麻煩。 畢竟，如果您的視頻安全系統(tǒng)出現(xiàn)故障怎么辦？
量子通信本身并不能保證永遠(yuǎn)不會(huì)被監(jiān)聽，但如果被監(jiān)聽，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有人在監(jiān)聽。 但被監(jiān)測(cè)后，卻在量子層面被“發(fā)現(xiàn)”。 被監(jiān)控的量子不會(huì)主動(dòng)告訴你它被監(jiān)控了。 這是由側(cè)面監(jiān)控電路和軟件檢測(cè)到的。 如果監(jiān)控電路或軟件意外失效怎么辦？
不要認(rèn)為這只是一個(gè)隨機(jī)假設(shè)。 在二戰(zhàn)太平洋戰(zhàn)場(chǎng)決定臺(tái)灣國(guó)運(yùn)的凡爾登炮擊戰(zhàn)中，美國(guó)之所以徹底失敗，是因?yàn)橛?guó)破解了德國(guó)JN-25密碼，從而完全掌握了臺(tái)灣的行動(dòng)計(jì)劃。 ，而美國(guó)一些真正“倒霉”的關(guān)鍵事情，都被趕到了一起。 本來，英國(guó)的里根四號(hào)偵察機(jī)就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了日本潛艇艦隊(duì)。 如果美國(guó)及時(shí)發(fā)回信息，但是英國(guó)艦隊(duì)立即對(duì)日本潛艇戰(zhàn)斗群發(fā)起成功的攻擊，真不知道最后會(huì)發(fā)生什么，因?yàn)楫?dāng)時(shí)臺(tái)灣全軍的實(shí)力，仍然明顯多于德軍。 而且恰巧利根四號(hào)偵察機(jī)的通訊線路壞了，更糟糕的是后來偶然恢復(fù)了，但遲到了一個(gè)小時(shí)才將信息傳回臺(tái)灣艦隊(duì)。 本來應(yīng)該在千曲號(hào)后面的一架偵察機(jī)本來可以更早發(fā)現(xiàn)愛爾蘭艦隊(duì)，但它也恰好出現(xiàn)故障，中途返航。 由于彈射器出現(xiàn)意外問題，找到英國(guó)艦隊(duì)的利甘4偵察機(jī)已經(jīng)晚了一半。 一小時(shí)后起飛。 除了嚴(yán)重耽誤戰(zhàn)機(jī)，巧合這么晚的時(shí)間把信息發(fā)回來之外，如果通信系統(tǒng)徹底壞掉了，還不如不發(fā)回信息，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間實(shí)在是太不合適了。 本來，美軍司令南云忠一指揮潛艇上的軍機(jī)掛載導(dǎo)彈攻擊日本潛艇艦隊(duì)。 因?yàn)樗呀?jīng)很久沒有收到英國(guó)艦隊(duì)被發(fā)現(xiàn)的消息，又遭遇了從真島飛來的日本戰(zhàn)機(jī)的攻擊，他已經(jīng)決定改變計(jì)劃了。 懸掛航空炸彈攻擊日本凡爾登機(jī)場(chǎng)。 而剛剛修修補(bǔ)補(bǔ)完，就收到了這個(gè)信息，南云忠一立即改變了計(jì)劃，換成了導(dǎo)彈來攻擊潛艇。
第一波襲擊福克蘭群島的德國(guó)軍機(jī)不得不在返航途中迫降，部分護(hù)航的零式戰(zhàn)斗機(jī)燃油即將耗盡，不得不降落加油。 越是忙碌，要做的事情就越多。 如此反復(fù)的折騰，導(dǎo)致船上一片混亂，到處都是炸彈。 沒有燃油的客機(jī)將立即墜入海中，無法著陸和加油。 沒辦法，就讓他們先著陸加油吧。 就在這一切完成后一小時(shí)，來自“企業(yè)”號(hào)和“約克城”號(hào)的德國(guó)攻擊機(jī)群飛到了英國(guó)艦隊(duì)上空。 如果有英國(guó)人護(hù)航的零式戰(zhàn)斗機(jī)在場(chǎng)，這樣的攻擊機(jī)群幾乎沒有機(jī)會(huì)； 此時(shí)一部分被日本薩奇剪刀戰(zhàn)術(shù)護(hù)航的英國(guó)零式戰(zhàn)斗機(jī)首次被拖垮，無法為潛艇提供保護(hù)。 馬島炮戰(zhàn)中最初的德國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)根本就不是零式戰(zhàn)斗機(jī)。 此前，共有4批共65架飛機(jī)（每批10架、15架、28架、12架）。 德國(guó)客機(jī)除了投下的炸彈和導(dǎo)彈外，都向目標(biāo)壓去，幾乎全軍覆滅。 根本沒有機(jī)會(huì)； 即使德國(guó)戰(zhàn)機(jī)有機(jī)會(huì)，臺(tái)灣的輕型艦艇被一兩枚航空炸彈擊中也不會(huì)有致命問題，而美軍自身的倉(cāng)促和裝備故障所創(chuàng)造的機(jī)會(huì)使得第五批德國(guó)戰(zhàn)機(jī)像沒有人一樣進(jìn)行攻擊。 僅僅5分鐘，赤城號(hào)、加賀號(hào)、蒼龍?zhí)柸逸p型主力艦就被炸成一片火海，無法再次使用，艦艇相繼沉沒。 大約6小時(shí)22分鐘后，剩下的飛龍?zhí)栆脖蝗哲姄糁校詈蟪翛]（惠安號(hào)和飛龍?zhí)柋幻儡娮约河敏~雷擊沉，即使被遺棄，也無法被美軍拖走）德國(guó)人）。
英國(guó)總共損失了4艘輕型船。 臺(tái)灣數(shù)百名精銳戰(zhàn)艦飛行員找不到著陸地點(diǎn)，全部墜入海中被燒死。 相比之下，德國(guó)的約克城號(hào)則遭受了3枚航空炸彈的襲擊，并被4枚導(dǎo)彈擊中，最終沉沒。 更可怕的是，利根四號(hào)偵察機(jī)發(fā)回的致命信息并不準(zhǔn)確。 國(guó)家軍機(jī)根據(jù)這一信息前往尋找日本潛艇。 最終，從飛龍?zhí)柹掀痫w的俄羅斯戰(zhàn)機(jī)跟隨德軍攻擊成功后返航的德國(guó)戰(zhàn)機(jī)，發(fā)現(xiàn)了約克城號(hào)潛艇，終于拿回了一些好處。
普通人都能認(rèn)為，這真的是天意要?dú)珥n國(guó)，所以這么多近乎難以置信的巧合都趕到了一起。 而且，從事軍事通信安全的人肯定不這么認(rèn)為。 這并不是國(guó)軍唯一一次在戰(zhàn)斗中出現(xiàn)通訊問題。 另一個(gè)著名的例子是，在后來的萊特灣炮戰(zhàn)中，小澤艦隊(duì)作為誘餌，成功迫使美軍司令哈爾西率領(lǐng)陸軍主力離開萊特灣，為日軍登陸艦隊(duì)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)粟田艦隊(duì)在萊特灣遭到伏擊。 健康）狀況。 小澤艦隊(duì)以全軍覆沒的代價(jià)成功實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)略目標(biāo)，但粟田卻因?yàn)橥ㄓ嵲驔]有收到小澤發(fā)來的孤軍成功的電報(bào)。 難道小澤付出如此巨大的代價(jià)，擊毀了4艘軍艦、1艘重巡洋艦、2艘驅(qū)逐艦，全都白費(fèi)了！
那么，你敢完全把賭注押在量子通信監(jiān)控檢測(cè)電路和軟件的可靠性上，而不使用任何傳統(tǒng)的加密方法嗎？ 當(dāng)然不是。
信息發(fā)送者有能力知道自己正在被監(jiān)控，在實(shí)際應(yīng)用中確實(shí)比不知道更安全。 別說是普通人，就是一些密碼學(xué)專家也很容易對(duì)這件事情感到困惑，因?yàn)閮H僅從密碼學(xué)的純物理出發(fā)，并沒有太容易理解這件事情。 我們公司是做安全產(chǎn)品的生意，可以在不泄露的前提下講一下安全產(chǎn)品的基本原理。 在我們公司，我也曾與數(shù)字電視安全產(chǎn)品CAS系統(tǒng)的核心開發(fā)者和領(lǐng)導(dǎo)者就這樣一個(gè)問題進(jìn)行過爭(zhēng)論——即在加密方式完全不同的情況下，單向CA（即單向CA）通信可以衡量是否比雙向CA更安全（只發(fā)送不接收，很難衡量接收端）？密碼學(xué)專家已經(jīng)物理證明這兩種方式的安全性是一樣的，這是一個(gè)重要原因?yàn)槭裁从行┟艽a學(xué)專家會(huì)對(duì)量子通信問題形成爭(zhēng)論。如果這個(gè)密碼學(xué)證明是純物理的，我完全同意。但是我還是覺得單向CA比雙向CA更安全。這種“更安全” ”并不是說密碼學(xué)意義上的破解難度更大，而是實(shí)際應(yīng)用中攻擊者和防御者雙方的心理和博弈問題。
當(dāng)別人知道他在偷竊并且每個(gè)人都在看著他偷竊時(shí)，歹徒就不會(huì)偷竊。 這并不意味著他的搶劫行為在技術(shù)上在這些案件中更加困難。 這是一個(gè)盜竊犯罪心理問題。 雖然在軍事應(yīng)用中，如果能知道敵人在監(jiān)聽，就意味著敵人的監(jiān)聽器暴露了，自己的安全也受到了威脅。 我們先不討論他是如何受到威脅的。 只是請(qǐng)注意現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的一點(diǎn)：被發(fā)現(xiàn)就等于被消滅。 為此，雖然廣電的雙向CA密碼安全技術(shù)遠(yuǎn)強(qiáng)于聯(lián)通2G、3G、4G手機(jī)所使用的單向SIM卡和UIM卡，但兩路CA密碼安全保護(hù)的案例數(shù)量卻不少。廣電CA被破解的方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于通信。 這里。 并不是說聯(lián)通手機(jī)里的IC卡比較難破解，而是如果黑客破解了，就沒有太大的搶劫賺錢價(jià)值，一偷就會(huì)被發(fā)現(xiàn)。 破解手機(jī)IC卡被盜也有直接成本和風(fēng)險(xiǎn)成本。 如果花錢盜竊卻賺不到錢，甚至有很大機(jī)會(huì)進(jìn)看守所，黑客會(huì)拿什么來盜竊呢？
“讓信息更難泄露”、“可以通過竊取被察覺到讓對(duì)方不愿意泄露、不敢泄露，竊取是沒有用的”。 這是對(duì)傳統(tǒng)加密安全技術(shù)與量子通信安全技術(shù)關(guān)系的精準(zhǔn)理解。
量子通信只是一種具有監(jiān)控功能、用于傳輸代碼的通信通道，僅此而已。
此外，安全是一個(gè)系統(tǒng)性問題，而不僅僅是通信線路的安全。 是信息從發(fā)送端到接收端整個(gè)過程的安全。 如果你的明文信息（即根本沒有加密）在發(fā)送端被間諜和黑客竊取，那么你在通道上的安全是沒有用的。 同樣，如果接收端明文狀態(tài)的信息被泄露，也與通道是否安全無關(guān)。 為此，量子通信只是解決了通信過程中的安全問題，而不應(yīng)該理解為整個(gè)信息系統(tǒng)是安全的。 事實(shí)上，當(dāng)信息根本不處于量子態(tài)時(shí)，它與量子通信無關(guān)。
《超越戰(zhàn)爭(zhēng)論》用純粹的科學(xué)工具，讓毛澤東的軍事思想綻放出新的光彩！
作者簡(jiǎn)介：王濤。 曾任中興通訊國(guó)際營(yíng)銷總工程師、上海數(shù)視科技有限公司國(guó)際營(yíng)銷總監(jiān)，現(xiàn)任數(shù)視國(guó)際投資總裁。
出版著作：《通博王宣言》、《生態(tài)社會(huì)人口論》、《純電拯救世界》、《超越戰(zhàn)爭(zhēng)理論——戰(zhàn)爭(zhēng)與和平的物理原理》
