由於實際的量子密鑰分配 (quantum key distribution, QKD) 系統廣泛存在於各個實驗室中，而且市場上也可以買到商用的 QKD 系統，因此，人們很自然地會產生一個疑問：到底這些實際系統有多安全？既然 QKD 已經被證明是無條件安全的，為什麼還會產生這個疑問呢？因為受到當前技術水平的限制，QKD 的實際系統與理論模型之間還存在難以消除的偏差。有趣的是，QKD 的創始人 Bennett 與 Brassard 曾經指出，除非竊聽者是聾的，第一個 QKD 系統才可能是無條件安全的。 原因是該系統採用的四個信號源不可能完全一樣，因此係統會產生邊帶信號，攻擊者 Eve 可以通過辨別四種由不同信號源發出的“聲音”，獲取全部密鑰信息。量子黑客技術正是為了消除實際系統與理論模型之間的差異而產生的，因此，量子黑客技術看起來遠比經典黑客技術“崇高”，它可以大大推動量子密碼的實用化進程。
(詳細介紹見量子研究網站：http://quantum-study.com/article/1010/22.html)
從早期的光子數分裂（PNS）攻擊，量子特洛伊木馬攻擊，到最新報道的針對商用量子密碼系統的門後攻擊（After-gate attack）, 各種量子黑客技術無一不是首先找到系統的漏洞，然後設計新穎的攻擊方法實現密鑰竊取。 目前，世界上主要有兩個研究小組在研究量子黑客技術，即挪威科技大學的 Makarov 小組與加拿大多倫多大學的 Lo 小組。2006 年，Makarov 等人發現了實際 QKD 系統的一個漏洞：探測器“0”與“1”的探測效率在時間軸上不匹配，導致在某個特定的時間區間，“0”與“1”的探測效率相差很大。隨後，Makarov 利用該漏洞提出了一種虛假信號攻擊方法，該攻擊方法可以大大降低誤碼率，因而減少 Eve被發現的概率。此外，Fung 等人利用該漏洞設計了一種時間變換攻擊（time-shift attack），該方法比虛假信號攻擊更簡單高效。以上兩種攻擊方法的核心是精確控制光子到達探測器的時間，使得兩個探測器的探測效率存在明顯的差別。同年，Fung 等人又發現了“即插即用”式 QKD 系統與 Sagnac 系統的相位調製器的一個漏洞：相位調製器的響應曲線存在“梯度”現象。同時，他們提出了一個相位重構攻擊方案。2010 年，Xu 等人對相位重構攻擊進行了實驗驗證
2010 年，Lydersen 等人針對商用 QKD 系統，“Clavis2”與“QPN5505”，挖掘出一個新的漏洞，即探測器線性工作模式漏洞，同時，提出了一種新的虛假信號攻擊方法，該方法利用探測器盲化技術完全消除了誤碼率，從而可以幫助 Eve 獲取全部密鑰信息。遺憾的是，Lydersen 等人的方案存在明顯的缺陷，該方案所需要的虛假信號峰值功率高達毫瓦的數量級，很容易被合法方的“看門狗”發現，降低了其實用性。2011 年，Wiechers 等人宣佈了一種新的虛假信號攻擊方法，該方法同樣利用了探測器線性工作模式漏洞。與 Lydersen 等人的方法不同，該方案還利用了“Clavis2”系統的另外一個細微漏洞，即死亡時間漏洞，通過變相延長死亡時間達到消除後脈衝效應的目的，使得該方案所需的虛假信號峰值功率被大大降低（數量級減小到微瓦），因而更具隱蔽性。
從已報道的成果來看，量子安全通信的核心理論，即量子密碼，主要沿著兩個方向發展，即縱向與橫向。在橫向上，除了量子密鑰分配，還出現了其他類型的量子密碼，例如量子秘密共享、量子安全直接通信以及量子比特承諾與擲幣等。另外，它們都具有一個共同點，即利用量子力學原理實現密碼原語。一般而言，不同類型的量子密碼都有一類經典協議與之對應，且安全性大大高於其經典版本。從縱向上來看，量子安全通信理論研究涉及量子密碼安全性證明、量子密碼網絡、原距離量子通信以及量子黑客技術等方面。特別是進入實用化研究階段以來，設計實用、安全以及高效的量子密碼系統成為了當前的研究重點。為了實現這一目標，各種新型量子密碼不斷被提出，如反事實量子密碼、半量子密碼以及器件無關量子密碼等。由此可見，量子密碼理論雖然已經非常成熟，但是由於受到技術水平限制，離真正實用化還有一段距離。
參考文獻：
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2. Gisin N, Fasel S, Kraus B, et al. Trojan-horse attacks on quantum-key-distribution systems. Phys. Rev. A, 2006, 73: 022320.
3. Makarov V, Anisimov A, Skaar J. Effects of detector efficiency mismatch on security of quantum cryptosystems. Phys. Rev. A, 2006, 74(2):022313.
4. 張盛，“量子安全通信理論研究”，國防科學技術大學博士學位論文（2012）.
(詳細介紹見量子研究網站：http://quantum-study.com/article/1010/22.html)
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