此时此地的“量子”（第4部分）
我的导言的第四部分不得不稍等片刻，但是现在该到她了。之前，我谈到了一些直接导致量子信息和量子计算方向出现的主题。这些已经是量子物理学，计算机科学，当然还有信息论。今天，让我们改变话题，转向古老的艺术密码学。密码学。
一般而言，密码学解决了无法互相信任的多个方之间进行通信或计算的问题。最著名的加密问题是秘密数据传输。以最平庸的例子为例，您想将信用卡号转让给卖方以换取商品，同时又不让第三方截取数据。所有这些都是使用加密协议完成的。在以后的文章中，我将讨论密码协议的主题，但到目前为止，足以理解带私钥（私钥）的密码系统和带公钥（公钥）的密码系统之间的区别。具有密钥的密码系统。
该系统使用秘密密钥的本质是，爱丽丝和鲍勃两方使用了只有他们知道的秘密密钥。在这种情况下，密钥的确切格式无关紧要，例如，想象一下一串零和一。所有的“盐”是Alice使用此密钥对传输给Bob的数据进行加密，而Bob必须解密。爱丽丝如何精确地加密信息取决于密钥，因为鲍勃必须知道要解密的密钥。不幸的是，这样的系统有许多缺点。最根本的问题是如何分配密钥？在许多方面，此问题的复杂性与秘密通信问题相似，因为第三方可以截获密钥，然后使用它来解密消息。量子力学在这里发挥了作用。量子计算和量子信息领域的第一个发现是，量子力学允许对分配进行完全保密。相应的过程称为量子密码术或量子密钥分发。这是基于这样的原理：在一般情况下，观察总是会导致系统的扰动。因此，如果攻击者闯入通信信道，那么他的存在将以信道干扰的形式表现出来，而这又会被爱丽丝和鲍勃看到。在这种情况下，爱丽丝（Alice）和鲍勃（Bob）可以简单地丢弃干预中使用的位，然后重新开始而不使用它们。量子密码学的原理是在60年代后期提出的。由Stephen Wisner撰写，但未被印刷。结果，1984年，Charles Bennett和Gills Brassard借鉴Wisner的早期工作，提出了第一个加密协议，该协议现在在全世界范围内被称为BB84。从那时起，世界上已经开发了许多量子密码协议，不少于它们的实验原型。目前，这些系统中的某些系统可能对有限范围的实际应用很有用。公钥密码系统。
密码系统的第二种重要类型是公钥密码系统。这样的系统不依赖于爱丽丝和鲍勃之间的密钥的初步转移。相反，鲍勃（Bob）发布了他的“公钥”，从而使所有人都可以使用它。但是，一个有趣的事实是第三方将无法仅使用公共密钥进行解密。更准确地说，加密转换的选择非常巧妙而又琐碎，以至于极其困难，尽管原则上仅知道此密钥就可以将其逆转。为了让Bob轻松一点，他有自己的私钥，对应于公钥。在一起，它们可以轻松地使Bob解密接收到的消息。秘密密钥可确保一定程度的可信度，即Bob以外的任何人都无法阅读该消息。没错，只有公钥，某人不太可能拥有足够的计算资源来执行解密。因此，这些系统解决了密钥分配的问题，使得在建立连接之前不必发送秘密密钥。令人惊讶的事实是，彻底改变了加密技术的这一方向直到70年代中期才得到广泛传播，当时由Whitfield Diffie和Martin Hellman以及Ralph Merkle独立提出。稍后，Ronald Ryvest，Adi Shamir和Leonard Edelman开发了RSA密码系统，这是世界上最常见的类型系统。后来发现，公钥密码术，Diffie-Hellman和RSA密码系统实际上是在60年代末和70年代初开发的。英国情报局研究人员。公钥系统的安全性基于这样一个事实，即仅使用公钥很难逆转加密阶段。所有这些都是因为，例如，RSA的类似任务与分解问题密切相关。人们普遍认为因式分解问题很难在经典计算机上解决。但是，肖尔为量子计算机开发的快速分解算法可以破解RSA。正是量子计算机的这种实际应用-打破了密码-激发了人们对量子计算和量子信息的兴趣。结论
因此，我们研究了量子计算和量子信息的历史根源。当然，随着该领域的发展和壮大，许多独立的研究分支从中脱颖而出，我想进一步谈论它们，尤其是关于量子计算和信息量子理论。 Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN386797/
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