quantum cryptography definition：

量子密码学使用我们目前的物理知识来开发一个密码系统,不能被打败,一个完全安全agait受损没有知识发送方或接收方的消息。量子这个词本身refe最基本的物质和能量的最小粒子的行为:量子理论解释了一切存在,违反它。
量子密码学是有别于传统的加密系统,它更多地依赖物理,而不是数学,作为其安全模型的一个关键方面。
从本质上讲,量子密码学是基于单个粒子的使用/一波又一波的光(光子)及其intriic量子特性开发一个牢不可破的密码系统,本质上,因为它是无法测量量子态系统的任何系统,而不去打扰。理论上,可以使用其他粒子,但是照片提供所需的所有必要的素质,他们的行为是相对well-undetood,他们是凯莉的信息光纤电缆,最有前途的媒介非常高带宽通信。
它是如何工作的理论在理论,量子密码学在以下工作方式(这种观点是古典/模型由贝内特和臂章1984 -其他模型确实存在):
假设两个人希望安全地交换消息,传统上名为Alice和Bob。爱丽丝发起消息发送鲍勃一个键,将加密消息数据的模式。委员会感到,从顺序of信道使用了某种of two再保险计划,can初次不同价值观binary特定价值链进行one(0但1)。
让我们假设这个密钥流的照片在一个方向旅行,与每一个光子粒子代表一位的数据(0或1)。然而,除了线性旅行,所有这些照片都是振动(振动)以某种方式。这些oscillatio可以发生在任何可能的轴,360度范围但是为了简单(至少就可以简化在量子密码),让我们假设他们oscillatio可以分为4个特定状态:我们将这些定义为“向上/向下,左/右,UPLEFT / / LEFTDOWN RIGHTDOWN正直的。这个振动的角度被称为光子的极化。现在,让我们介绍一个偏振镜进入方程。偏振镜是一个过滤器,允许某些照片通过它与之前相同的振荡和允许其他通过改变振荡状态(它也可以阻止一些照片完全,但让“年代忽略该属性对于这个练习)。爱丽丝有一个偏振镜可以tramit照片在任何一个提到的四个州——实际上,她可以选择直线(上/下和左/右)或对角线(UPLEFT / / LEFTDOWN RIGHTDOWN正直的)极化filte。
爱丽丝互换极化方案之间的直线和对角filte tramission每单光子在一个随机的方式。在这一过程中,The tramission can have one of two polarizatio represent a single bit, either 1 or 0, either in the scheme the she USES. @! The When identifiers the photon key,鲍勃必须选择来衡量每个光子使用他的直线或对角线偏振器:有时他会选择正确的偏振镜,有时他会选择错了。就像爱丽丝一样,他选择以随机的方式每个偏振器。那么哈佩照片如果选择了错误的偏振器吗?
海森堡测不准原理,我们不知道会发生什么,每个光子,测量其行为的过程中,我们改变其属性(除了这样一个事实:如果有两个属性的系统,我们希望测量,测量我们排除了一个量化的)。然而,我们可以猜测哈佩作为一个群体。假设鲍勃使用直线偏光器测量UPLEFT RIGHTDOWN正直/ LEFTDOWN(对角线)的照片。如果他这样做,然后照片将通过改变状态——也就是说,将traformed上升/下降一半,另一半左/右。但我们不能知道哪些个人照片将被traformed到状态(这也是一个现实,有些照片可能会阻止通过完全在现实世界的应用程序中,但这不是相关理论)。
鲍勃措施正确一些照片和其他错误。在这一点上,爱丽丝和鲍勃建立沟通的渠道,可以iecure—也就是说,别人能听。爱丽丝然后继续建议鲍勃是偏振镜她用来发送每个光子一些——但不是她如何每个光子偏振。她可以这么说,8597 number(photon theoretically)是利用《寄rectilinear实践计划,但她说她是否会not an UP /寄下来或LEFT /权利。鲍勃证实如果他使用正确的偏振器接收每个特定的光子。爱丽丝和鲍勃然后丢弃所有的光子测量,他使用了错误的偏振镜检查。他们所拥有的,是,平均而言,一个序列的0和1的一半长度的原始tramission……但它将一次性垫的基础形式,唯一的密码系统,如果此法案生效,被证明是完全随机的和安全的。
现在,假设我们有一个偷听者,夜,谁试图听,具有相同的极化,鲍勃,还必须随机选择是否使用直线或对角线每个光子一个。不过,她也面临着同样的问题,鲍勃,一半的时间她会选择错误的偏振器。但是鲍勃的优点对爱丽丝确认每个光子偏振器类型用于。这是无用的前夕,一半的时间她使用了错误的检测器,并将误解的一些照片,将形成最后的关键,使其无用的。
此外,There is another level of security inherent in quantum cryptography – that of intrusion detection. Alice and Bob order to know the if Eve was eavesdropping on them.夏娃是在/光子公路/因为以下会变得明显。
让“年代说爱丽丝tramits光子数349作为一个正直/ LEFTDOWN鲍勃,但是对于这个,夜使用直线偏光器,只能测量上/下或左/右图片准确。夜会是traform光子在上/下或左/右,因为这是光子能通过的唯一途径。如果Bob使用直线偏光器,然后他不会重要措施上面的偏振镜检查Alice和Bob经历将丢弃光子从最后的关键。但如果他使用对角线偏振器,出现问题时,其极化措施;他可能正确地测量它直立/ LEFTDOWN,但他站在一个平等的机会,根据海森堡测不准原理,测量它的错误为UPLEFT / RIGHTDOWN。夏娃”“年代使用错误的光子偏振器会变形,甚至会导致鲍勃让埃罗时使用正确的偏振器。
发现夏娃”“邪恶的行为,他们必须执行上述程序,他们将到达一个相同的0和1的键序列——除非有人被窃听,因此会有一些差异。他们必须采取进一步措施检查有效性的关键。是愚蠢的比较最后关键的所有二进制数字通过uecured通道上面所讨论的,也是不必要的。
让我们假设最后关键包括4000个二进制数字。需要做的事情是,这些数字是随机选择的一个子集,爱丽丝和鲍勃,说,200位的位置(即数字序号2,34岁,65年,911等)和数字(0或1)。Alice和Bob比较这些——如果他们匹配,然后几乎没有可能,夏娃在听。但是,如果她听,然后她被发现的机会是在无数trillio之一,也就是说,不可能在现实世界中。爱丽丝和鲍勃会知道有人在听,然后不会使用的关键——他们需要再次启动密钥交换一条安全通道访问前夕,即使将Alice和Bob之间仍然可以完成上面所讨论的在一个iecure通道。然而,即使Alice和Bob已经得出结论,关键是安全的,因为他们沟通200位在一个不安全通道,这200个数字应该丢弃从最后的关键,把它从4000变成3800位密钥)。
因此,量子密码学是一种将相对容易和方便的密钥交换公钥密码学的最终安全一次性的垫。
它如何工作在实践中在实践中,量子密码学已经在实验室demotrated由IBM和其他,但在相对较短的距离。最近,在更远的距离,光纤具有令人难以置信的纯光学特性已经成功tramitted
光子位距60公里。除此之外,(误比特率)引起的海森堡测不准原理和微观杂质在纤维使系统不可行。一些研究已经成功tramission通过空气,但这是在短距离理想的天气条件。它仍被认为多少进一步技术可以推动量子密码学的距离是可行的。
美国实际applicatio怀疑包括专线之间在华盛顿白宫和五角大楼,和一些关键的军事网站和之间的联系主要defee contracto和近距离研究实验室。

最近更新时间：2015-11-30 EN