導讀
近日，英國約克大學的研究人員展示了一種基於量子的方案，用於沿著通信線路分發安全信息，並有望成功防止嚴重的安全漏洞。
背景
信息安全，例如對於就醫記錄和銀行資料等敏感信息的保護，是全球所有的公司和組織所面臨的主要挑戰之一。
標準的通信系統容易受到黑客攻擊，加密信息會遭到攔截與拷貝。目前，黑客有可能會拷貝傳輸的信息。但是，如果沒有一種方法可以破解受到加密保護的信息，那麼還是無法讀取傳輸的信息。
這意味著信息在一段時間內是安全的，但是卻無法保證它永遠安全，因為正在研製中的超級計算機有望破解特殊的加密。
創新
近日，英國約克大學的研究人員展示了一種基於量子的方案，用於沿著通信線路分發安全信息，並有望成功防止嚴重的安全漏洞。
這項研究得到了英國工程與自然科學研究理事會（EPSRC）量子通信中心和量子創新中心 Qubiz 的資助，相關論文發表於《物理評論快報（Physical Review Letters）》。
技術
約克大學的研究人員研究了一種基於量子力學的原型，它不僅有望避開現有通信系統的漏洞，而且讓信息在未來也是安全的。
約克大學計算機科學系的 Cosmo Lupo 博士表示：“量子力學已經取得了長足的發展，但我們仍面臨著必須通過進一步的實驗來解決的重大問題。”
“其中一個問題，就是黑客會通過干擾用於採集和測量攜帶信息的光子的檢測器，攻擊用於信息傳輸的電子設備。”
“因為我們假設一個給定的裝置會按照它的技術規格工作，並將因此執行它的任務，所以這樣的攻擊方式非常厲害。如果黑客能夠攻擊檢測器並改變其工作方式，那麼安全性將不可避免地受到影響。”
“然而，即使不對電子設備的工作方式作出假設，量子力學原理也可以保證通信安全。通過去除這些假設，我們會為降低通信速率付出代價，但是卻提高了安全標準。”
研究人員並不是依賴可能會受到影響的電子元件來檢測和讀取信息，而是發現如果不受信任的檢測器存在於通信系統中的分離點上，發射機和接收機之間某個地方，通信將會變得安全許多。
檢測器會接收兩種信號的組合，一種來自發射機，另一種來自接收機。檢測器只能讀取這種組合信號，而不能讀取它的組成部分。
價值
Lupo 博士表示：“在我們的研究中，我們不僅提供了關於這種‘檢測器-獨立’設計的首個嚴格的數學證明，而且也考慮一種與現有光纖通信網絡兼容的方案。”
“總的來說，我們的方案實現了跨越互聯網絡的不可破譯的代碼交換，而且不會給實際的基礎設施帶來重大改變。”
“我們仍然處於原型階段，但是通過尋找降低這些系統成本的途徑，我們將更加接近讓量子通信變為現實的目標。”
關鍵字
量子加密、量子通信、信息安全
【1】https://www.york.ac.uk/news-and-events/news/2018/research/quantum-step-forward-in-protecting-communications/
【2】Cosmo Lupo, Carlo Ottaviani, Panagiotis Papanastasiou, Stefano Pirandola. Parameter Estimation with Almost No Public Communication for Continuous-Variable Quantum Key Distribution. Physical Review Letters, 2018; 120 (22) DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.220505
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