中国卫星使用量子密码术进行安全的洲际视频会议



量子密码学使您能够使人与人之间的通讯完全安全,从而保护通讯通道免于收听。 这项技术变得越来越重要。 物理学家早就知道,量子计算机(当它们以可用形式出现时)允许您破解任何类型的密码保护。 嗯,由于商用量子计算机的出现指日可待,因此科学家必须发明越来越复杂的数据保护方法。 所有这些都是为了企业,政府组织和军队的利益。

通常,对于需要几乎100%的黑客防护的每个人来说,量子密码术都是重要的。 但是有一个问题。 事实是,量子密码术可以处理携带量子信息的单个光子。 但是,即使是最好的光纤电缆,在吸收过程使所有这些尝试变得毫无意义之前,也可以将光子引导到不超过200 km的距离。 因此,量子密码术以前只能在短距离内起作用(甚至在测试版本中也是如此)。

但是中国科学家开发了一颗以距离形式消除障碍的卫星。 这颗卫星Micius于2016年发射升空。 在过去的几年中,他执行了各种任务并进入了运营级别。 去年夏天,他获得了全部力量, 能够将光子从轨道直接传送到地球。

您可能会猜到,量子密码术是一种基于量子物理学原理保护通信的方法。 与传统的密码学仅使用数学方法来确保信息的保密性不同,量子密码学专注于物理学。 发送和接收信息的过程是通过物理方式(例如电子或光子)执行的。 好吧,窃听可以被认为是物理对象某些参数的变化,在这种情况下,就是信息载体。

量子密码术技术基于量子系统行为的基本不确定性,这在海森堡不确定性原理中表示。 在这种情况下,不可能同时获得粒子的坐标和动量,并且也不可能测量一个光子参数而不会扭曲另一个光子参数。

理想情况下,使用量子现象,您可以创建这样一种通信系统,该系统将在100%的情况下检测到监听。 如上所述,在量子信道上的窃听导致原始信号的参数改变。 系统中的噪声水平将增加,并且系统的用户立即能够识别出监听事实,并可以测量其活动水平。



用于量子密码的设备不能称为新设备。 因此,科学家Bennett和Brassard于1989年在IBM研究中心创建了第一个起作用的量子密码系统。 该系统是一个量子信道,一方面可以与爱丽丝的发送设备配合使用,另一方面可以与鲍勃的接收设备配合使用。 两种设备之间的距离均为1米。 使用计算机进行了控制,在该计算机中下载了试图“窃听”的攻击者夏娃的合法用户的程序表示。

量子密码系统中的粒子可以称为量子密钥。 它们的分发是关键过程。 如果双方都有钥匙,他们可以通过传统的沟通渠道进行沟通,而不会受到窃听的威胁。 因此,中国卫星从轨道发送钥匙。 它位于轨道上的方式是每天大约在同一时间越过地球表面的某些点。

当卫星位于河北的中国地面站时,它会向地球发送密钥,这使您可以打开安全的通信信道。 中国人设法在北京的中国科学院和维也纳的奥地利科学院之间建立了安全的视频链接。 因此,双方都收到了密钥。 视频通信是通过传统渠道进行的。

“我们已经证明了彼此相距7600公里的两个点之间进行洲际量子通信的可能性,”该项目的参与者说。

尽管取得了成功,但谈论技术的商业使用还为时过早。 目前,这仅是基于前面介绍的理论原理的系统可操作性的证明。

参考: arxiv.org/abs/1801.04418

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN410071/


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