黑客攻击量子通信技术_量子通信技术为国家网络安全

文章目录：

• 1、量子通信技术迅速成名 对相关产业链有何影响
• 2、量子通信安全性讨论升级，中科大摆下擂台：窃取密钥者奖百万
• 3、量子通信，能被破解吗？真的是绝对的安全吗
• 4、量子通信很厉害吗，它是否有能被破译的一天？

量子通信技术迅速成名 对相关产业链有何影响

量子通信技术迅速成名 对相关产业链有何影响

一直以来，人们关于通信技术的了解知之甚少。一方面是由于知识的欠缺，另一方面是通信技术的发展似乎和我们的生活没有直接的利益关系。据悉，日前欧洲物理学会新闻网站“物理世界”公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破，我国的“多自由度量子隐形传态”列于榜首。那量子通信到底是什么呢？

量子通信技术迅速成名 对相关产业链有何影响

12月11日，据新华网消息，欧洲物理学会新闻网站“物理世界”公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破，中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等完成的科研成果“多自由度量子隐形传态”入选并名列榜首。量子通信产业链的相关个股在周五涨势居前。

周末，机构也没有闲着，不断抛出研报，曾经提出TMT热门概念VR的安信证券再次发文表示，“哪怕错过VR，不要错过量子通信。”

量子通信技术一夜成名

关于量子通信技术，《每日经济新闻》记者随手一翻，发现其来历还真不小!

近日，谷歌和美国国家航空和宇航局宣布，通过测试，他们发现D-Wave量子计算机的运行速度已经达到普通计算机芯片装置的1亿倍。

在此概念的引领下，此次主推量子通信的又是安信证券!不得不说，上一个TMT热门概念VR正是安信证券的“得意之作”，尤其是安信证券研究中心总经理赵晓光，可谓是“A股虚拟现实挖掘第一人”。

今年11月7日，在每日经济新闻主办的第四届中国上市公司领袖峰会上，作为“行业成长论坛”演讲嘉宾的赵晓光一语道破天机：智能手机的大浪潮已经结束，包括虚拟现实在内的三大行业成为其心中最好的投资方向。话音刚落，水晶光电从24.5元涨到35.27元;利达光电从26元涨到40.37元;福晶科技从17元涨到22.17元。

年末行情纷繁复杂，如市场之前猛炒的VR暂时熄火，量子通信会不会接棒值得关注。对于投资者而言，如果这时候有好“声音”可以提供靠谱的前瞻观点把握行情那是再好不过。公众号“每经投资宝”的张道达投资手记正是如此。就在今年6月急跌前，张道达已持续一个月看空股市;11月27日早晨，张道达提示“警惕黑色星期五”，当日大盘大跌两百点。现在，只要您关注微信公众号“每经投资宝”，每晚9点可提前阅读张道达先生的最新观点。

量子通信到底是什么

据了解，量子信息是量子物理与信息技术相结合发展起来的新学科，主要包括量子通信和量子计算2个领域。量子通信主要研究量子密码、量子隐形传态、远距离量子通信的技术等等;量子计算主要研究量子计算机和适合于量子计算机的量子算法。谷歌对外的宣布与量子计算有关，而“物理世界”涉及的科研成果则与量子通信有关。量子计算，就是一种依照量子力学理论进行的新型计算，量子计算的基础和原理以及重要量子算法，为在计算速度上超越图灵机模型提供了可能。

关于量子通信，这是国家信息安全的“终极武器”，该技术作为一种绝对安全的通信方式，可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。

安信证券表示，量子通信产业化应用在即，目前确切来说是量子保密通信方案+应用已经具备产业化条件。

由于量子通信具有超高安全、超大容量、超远距离保密通信、传输系统几乎无法破译等特点，世界各国都对此充满期待。而中国科学技术大学的研究成果，则让我国走在了该项技术的前沿。

潘建伟在报告中提到，目前在中科院的支持下，执行一个量子科学卫星的先导专项。现在正在进行研制，这颗卫星将于2016年上半年发射，在国际上率先实现高速的星地量子通信。这样的话，用光纤来做城域网，用卫星来做广域网，就可以构建天地一体化的广域量子通信网络。

潘建伟表示，“在信息科学方面，有信息安全的瓶颈。比如说芯片可以有后门，在光纤当中也可以对光路进行无感窃听，对服务器也可以进行窃听。世界上存在着各种各样的窃听和黑客攻击模式，人们一直在寻求一种在原理上可以无条件安全的通信模式。网络犯罪每年给全球带来数千亿美元的经济损失，这是美国战略和国际问题研究中心的评估，更不用讲在国防安全和其他方面的重要性了。”

券商赶工急推量子通信

值得一提的是，在突发消息面前，券商首先亢奋，周末也不休息了，加班搞研究。

据《每日经济新闻》记者了解，前述安信证券就是亢奋的券商之一，在周五率先搞出一份研报《量子通信：国家信息安全的“终极武器”》，之后又有《哪怕错过了VR不要错过量子通信》，热情可见一斑。

国泰君安通信宋嘉吉团队也没闲着，《“掀起你的盖头来”——揭秘量子通信》的电话会议也在周日晚间开启，特邀嘉宾为上海交通大学信息技术研究院教授石剑虹博士。

国金策略李立峰也发文表示，“量子通信”成为周末市场讨论最多的主题。

量子通信安全性讨论升级，中科大摆下擂台：窃取密钥者奖百万

在理论上绝对安全的量子通信“惊现破绽”？一篇研究量子通信攻防的论文引发广泛讨论，中科大量子通信团队迅速做出了多重回应，从学理讨论升级到实战演练。

先有中科大量子通信领军人物潘建伟院士等5名科学家联名撰文指出所谓的“破绽”早已有解决方案，目前量子通信安全性正在逼近安全系统。3月20日，科大国盾量子技术股份有限公司（下简称“科大国盾量子”）更宣布提供商用量子密钥分发产品，摆设擂台，成功窃取到量子密钥的攻擂者将获奖100万元人民币。

潘建伟的学生“击穿最强加密之盾”？

这篇触发量子通信安全性讨论的文章由某微信公众号在3月12日翻译加工自《麻省理工 科技 评论》，题为《量子加密惊现破绽：上海交大团队击穿“最强加密之盾”，实验成功率竟高达60%！》。

文章介绍了一项上海交通大学金贤敏组收录于预印本网站、尚未正式发表的论文成果。

值得一提的是，金贤敏是潘建伟的学生，2004年至2010年在中科大读博并从事博士后工作。

量子通信的本质是将信息编码在光子上。由于量子力学独特的态叠加和不可克隆性质，任何试图截获读取光子的窃听者都会破坏光子上的信息，窃听行为就此暴露。因此，量子通信在理论上是一种绝对安全的通信手段。

然而，由于现实中存在一些设备和工程学上的限制，难以百分百复制完美的理想情况。因此，自量子通信被提出以来，不少学者就试图通过研究“窃听”的现实可行性以推动该领域的安全性。

该文章写道：“上海交通大学研究团队近来在经过不断的实验与尝试之后，发现了现有量子加密技术可能隐藏着极为重大的缺陷，攻破这个最强的加密之盾却不需要什么神兵利器，而是利用‘盾’本身就存在的物理缺陷。这个研究这将可能导致量子加密从原本印象中的坚不可破，转而变成脆弱不堪。……

目前被广泛应用在量子通信中的 QKD（Quantum Key Distribution，量子密钥分发）方法并不完美，研究团队通过将具有不同种子频率的光子注入激光腔来改变激光频率的方法，进而观察注入光子的半导体激光器的动态，最终居然获得高达 60％的信息盗取成功率。”

论文作者：攻击，是为了让量子密码无懈可击

金贤敏表示，报道中有一些不够准确和深入的部分。他的文章在理论上提出了一种针对量子密钥分发实际系统源端物理漏洞的攻击方案，并通过实验数据验证可行。这个工作提醒并强调，为了更高的安全性，实际量子密钥分发系统中源端的高对比度的光隔离不仅不可或缺，而且要非常大。目前的实际系统中，有的光源已经采取了高对比度的光隔离，但有的光源还没有。

“我们的工作并不否认量子密钥分发理论上的绝对安全性，相反正因为量子加密提供了理论上的绝对安全，使得人类追寻了几千年的绝对安全通信几近最终实现。而我们不断的针对实际系统的物理安全漏洞问题的研究正是为了这个绝对安全性变得更加可靠。攻击，是为了让量子密码更加安全、无懈可击。” 金贤敏写道。

5名科学家联合撰文：正在逼近理想系统

由于“此文在微信号发布后，国内很多关心量子保密通信发展的领导和同事都纷纷转来此文询问我们的看法”，3月14日，中科大的徐飞虎、张强、潘建伟和清华大学的王向斌、马雄峰等5名量子科学家联合撰文对量子通信安全性进行了科普。

文章指出，量子密钥分发逐步走向实用化研究，出现了一些威胁安全的攻击，这并不表示安全性证明有问题，而是因为实际量子密钥分发系统中的器件并不完全符合理想协议的数学模型。归纳起来，针对器件不完美的攻击一共有两大类，即针对发射端--光源的攻击和针对接收端--探测器的攻击。

金贤敏组的实验工作就属于对光源的木马攻击。这类攻击早在二十年前就已经被提出，而且其解决方案就正如他本人宣称的一样，加入光隔离器这一标准的光通信器件就可以了。

按照文章中的攻击方案，需要使用约1000瓦的激光反向注入。5名科学家认为，如此高能量的激光，无论是经典光通信还是量子通信器件都将被破坏，这就相当于直接用激光武器来摧毁通信系统，已经完全不属于通信安全的范畴了。

“总之，虽然现实中量子通信器件并不严格满足理想条件的要求，但是在理论和实验科学家的共同努力之下，量子保密通信的现实安全性正在逼近理想系统。目前学术界普遍认为测量器件无关的量子密钥分发技术，加上自主设计和充分标定的光源可以抵御所有的现实攻击。”

量子通信龙头企业“邀您来攻擂”

3月19日，济南量子技术研究院在官网上发布了量子通信摆“安全擂台”的消息。

该院表示，量子通信行业内普遍认为，量子密钥分发技术已知的现实安全性漏洞都已具有可靠的防御措施。即便如此，他们对量子密钥分发的安全性实践，依然保持“大胆假设，小心求证”的审慎态度，而且，从科学的角度，客观的分析和严谨的实验是应有之义。

济南量子技术研究院联合科大国盾量子共同建成了量子攻防实验室。在攻防实验室里，被攻击的系统为由科大国盾量子生产的一对高速量子密钥分发设备，包括一台发送端和一台接收端。

济南量子技术研究院成立于2011年5月，在全球首条商用量子保密通信干线“京沪干线”的建设、运行过程中扮演了重要的节点作用。近日获批的《济南市量子信息产业发展规划》提出，到2030年,济南将实现量子信息产业规模300亿元,具备千亿级产业发展能力。目前，济南高新区已在中心区规划占地面积230亩的量子谷，分三期打造。

3月20日，科大国盾量子也在官方微信号上发布了“安全擂台”的消息：“耳听为虚，眼见为实。欢迎来到现实世界！究竟量子密钥分发的安全性如何？是的确如其支持者所言那样不怕窃听，还是像某些传言所说的那样，在实际中的安全性未经检验脆弱不堪？”

科大国盾量子计划举办系列擂台，在第一期擂台中，由科大国盾量子生产的一对发送端和接收端被安置在同一个房间内，连接设备的光纤链路则被完全开放地放在另一个房间内，任攻击者处理，最后以攻击者能成功获得最终密钥且不被通信双方察觉为判定标准。

成功攻击并窃取到量子密钥的攻擂者，将获得国盾量子提供的100万人民币奖金。

基于潘建伟团队的研发力量，成立于2009年的科大国盾量子已经崛起为量子通信龙头企业。公开资料显示，中科大资产经营有限责任公司目前持股18%，为公司第一大股东；潘建伟持股11.01%，紧随其后。潘建伟团队核心成员、中科大研究员彭承志担任董事长。

据介绍，擂台举办期间，组织方将通过网络实时更新活动进展、活动花絮，并邀请国盾量子的量子专家、安全专家和国际标准专家，做一些科普工作，普及量子技术、量子通信、量子密钥分发、量子“黑客”等各个方面的知识。

量子通信，能被破解吗？真的是绝对的安全吗

通信二字加上了量子是不是会变得很厉害呢？

我们先来看一下量子通信的概念

量子通信是利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式，基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证，主要分为量子隐形传态和量子密钥分发两种。

在”十四五“中，以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术已成为未来国家科技发展的重要领域之一,这三大技术的应用领域广泛。量子通信的重要性可谓不言而喻。

量子通信与经典通信

光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。光量子通信的过程如下：事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量（一种操作），则接收方的粒子瞬间发生坍塌（变化），坍塌（变化）为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌（变化）后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收方根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换（相当于逆转变换），即可得到与发送方完全相同的未知量子态。

经典通信较光量子通信相比，其安全性和高效性都无法与之相提并论。安全性-量子通信绝不会“泄密”，其一体现在量子加密的密钥是随机的，即使被窃取者截获，也无法得到正确的密钥，因此无法破解信息；其二，分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子，其中一个粒子的量子态发生变化，另外一方的量子态就会随之立刻变化，并且根据量子理论，宏观的任何观察和干扰，都会立刻改变量子态，引起其坍塌，因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏，并非原有信息。高效性，被传输的未知量子态在被测量之前会处于纠缠态，即同时代表多个状态，例如一个量子态可以同时表示0和1两个数字， 7个这样的量子态就可以同时表示128个状态或128个数字：0~127。光量子通信的这样一次传输，就相当于经典通信方式速率的128倍。可以想象如果传输带宽是64位或者更高，那么效率之差将是惊人的。

简单一点来说，就是量子加密传输就是每一次传输密文机会有这一次传输所特有的"密码本"。

量子通信的安全性

量子通信从原理上是有绝对的安全性的，这个主要是有量子不可克隆原理和海森堡不确定性关系整两个理论所保证的，简单点说可以这样理解。我们前提说的是量子保密通信，而不是直观理解上的通过量子传输信息的通信。如A和B在通信地时候通过不同态的量子生成密钥，如果你想从中窃取，一定会对其中的密钥的量子态进行测量，当你测量的时候一定会改变这个量子态，使得接收端可以发现，从而丢弃这个量子。。。所以你无法破译是因为你根本从原理上拿不到密钥。但是这些都是原理上的，在显示情形中很少有人对量子通信进行攻击。

量子通信很厉害吗，它是否有能被破译的一天？

网络一直在报道关于量子通信保证通讯安全的新闻。并有消息传出“中国将在今年7月推出首个科学实验量子通信卫星。同时也将是世界首个。”如果量子通信技术成本降到足够低，未来也有可能进入民用甚至家庭使用。

那么什么是量子通信呢？量子通信的原理是什么？真正能保证我们的通讯安全吗？

在切入正题之前，先讲讲，国家如此推崇量子通信，对我们来说有什么用途？

据中国科学技术大学量子物理学家和教授潘建伟表示：“如果我们可以在不到十年的时间内创造出一个特殊的量子计算机或者量子模拟器，其计算能力要比传统的计算机快百亿倍之多。”

除此，量子通信在信息安全领域，不仅可以用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可以用于涉及秘密数据、企业机密、包括政府金融、电信、保险、证券、银行、工商、财政等领域和部门，而如果技术又正好成熟，未来应用市场前景将异常广阔。

那么，量子通信是一个什么概念？

简单来讲，量子通信就像一只绝对安全的保险柜。

从理论上讲，应用量子通信技术加密的信息是绝对安全，不会被监听或截取的。

量子通信干的事情并不是加密，而是把密钥分配给需要加密通信的用户双方，密文的发送仍然可以通过标准的通信手段来完成。而这个过程要保证的就是能够在A B两人之间实现密钥的分配，并且要保证分配过程中不会使未授权的第三方得到密钥的内容。

量子通信，保证信息安全传输的原理是什么？

整个量子通信的完成就是借助了量子力学的基本特性，简单的说可以说基于量子态不可克隆原理和海森堡测不准原理。

不可克隆原理

不可克隆定理(No-Cloning Theorem)说的是在量子力学中，不存在这样一个物理过程：实现对任意一个未知量子态的精确复制，使得每个复制态与初始量子态完全相同。

海森堡测不准原理

海森堡测不准原理，是德国物理学家海森堡1927年提出的。意思是说，任何一个人不可能以无穷精确度既知道1个粒子的位置，又知道它的速度。粒子位置的不确定性，必然大于或等于普朗克斯常数除于2兀，而测不准原理是量子理论中最根本的部分。

有了以上两个定理作为利器，我们就可以进行量子密钥分配了。

假设A发给B一个量子态，对于A是已知的，对于C是未知的。C想知道A发的是什么（C是无授权的第三方），那么直接的办法是C把A的量子态截下来，测量一下，但实际上是不行的。

A和B作为纠缠粒子，纠缠粒子决定AB收到信息

原因是： C截取了A的量子态并不可以精确复制，于是只能做单次测量，（若能精确复制，C就能复制无穷多个量子态进行测量，最终知道A说了什么）。

量子纠缠的作用速度至少比光速快10,000倍

当C开始做单次测量量子态之后，A发送的原始态会发生变化，B收到之后问A你发的是什么啊？B一确认，发现发生变化了，说明有人窃听了，我们分享的密钥不安全了，这就是窃听的发现。

保证安全性过程基本就是这样，实际上要复杂很多，包括安全漏洞的来源和防护，包括部分企业在做的量子攻防，就是解决实际过程的安全性的。

原子云能在距半米的两个状态叠加

简单的说，一、量子密钥分配不做通信，只分配密钥；二、量子密钥分配不主动防护窃听，而是被动探测窃听；三、量子密钥分配需要常规通信，无法超光速；四、窃听的探测基于量子力学的基本原理（不可克隆和测不准），所以叫做量子密钥分配。而量子通信，目前还不会被轻易破解

量子通信，由特殊领域转到民用，会是种什么样的体验？

2014年1月3日外媒报道：NSA将造“量子计算机”可破解任何密码

当然有利于，普通民众保护个人信息安全。比如量子计算机的出现。

量子通信产业发展

但是，据安司君了解的信息，量子加密的技术难度要远远小于制造量子计算机。如果真的产生民用级别的量子加密设备，zf应该更担心无法窥探到黑客及恐怖分子（包括异见分子）的通讯。

当量子计算机进入实用阶段的时候，将使得任何密钥在量子计算机面前都变得不堪一击。届时，无论安全系统、金融系统还是个人隐私，都必须强制升级，否则将彻底陷入混乱。当然，到那时候，应该有更强大的科技出现了。