抵抗量子计算机问世的威胁,以光子发送密码或密钥 – 十轮网-九游会官网真人游戏第一品牌

随着能力远超现代计算机的量子运算技术出现,现在看似安全的密码,将在极短时间被破解,安全出现新的隐忧,而量子技术的另一发展道路──量子通信加密,则是实现密码安全的做法。

在国际上,对于量子计算机、量子通信的技术,都已研发了相当多年的时间,例如,google更在2019年11月发布量子计算机新成果,他们指出,原本超级计算机要用1万年处理的运算,量子计算机只要3分多钟可完成,而市面上,也已有量子加密通信产品问世。

以光的最小组成传递密码

为何这样的技术能因应未来量子计算机带来的安全挑战?简单来说,这是利用“光子”,也就是光的最小组成粒子,来传递加密所需要的密码。

关于加密的问题,科技部前瞻量子科技研究中心量子通信组副教授褚志嵩表示,现在的公开密钥加密法,是基于一个相当大的质数乘积,超级计算机都要花很多时间破解,但今日如有比超级计算机更厉害的计算机出现,过去的安全就变得不够安全。而在密码学中,最安全加密的方法,要能够随时交换密码或密钥,然而,以往没有好的方法产生安全的密码,而量子加密通信引入量子力学的特性,让通信双方产生安全的密码,并且能做到随时更新更换。

对于光子不容易被破解的原因,褚志嵩进一步解释,当东西在很小或能量很低的时候,会有“测不准”的特性。等于是借助物理特性,来达到真正安全的密码产生与传输。他认为,除非物理的原理被证明是错的,否则安全性应该是百分之百。而且,一旦发现有外界测量的情况,由于数据将会变得不同,因此系统将能发现到窥探的迹象,而这也是与现行加密技术的一大差异。

值得注意的是,目前这样的量子加密通信技术,褚志嵩表示,海外已有银行业应用的案例,直接用做加密通信,或增强加密通信安全性。另外,我们也看到商业化九游会官网真人游戏第一品牌的解决方案,像是id quantique(idq)等厂商推出的相关产品。

台湾取得技术新突破

事实上,关于量子加密通信的发展,在20年前美国就已经成功实现,不过,当时是在无干扰的实验室中完成,且通信距离只有30厘米;在2016年,中国也发射了量子卫星“墨子号”,通信距离到可常达1,200公里,但光子在大气传播很容易发散,导致通信效率变低;在2018年11月,奥地利也在实验室内,成功完成400多公里光纤的量子加密通信测试。至于台湾,虽然从2018年3月开始起步,但在短短一年半的时间内,已取得户外测试成功的成果。

为了让台湾可以跟上国际在量子技术的发展,科技部从2018年开始,将量子技术列为优先补助的项目之一,并协同教育部,共同成立前瞻量子科技研究中心。最近,该研究中心的清华大学团队宣布,已经打造出量子加密通设备原型,在2019年7月,成功测试25公里室内光纤量子加密通信,到了9月,他们也实现4公里的户外光纤量子加密通信。

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