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量子保密通信真的存在“破绽”吗?量子保密通信的安全性已成国际共识

2019-03-16 11:41:26来源：科技日报

近两天，一篇题为《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%》的文章在互联网上流传开来，引起公众的关注。文中“惊现”“重大的缺陷”等词吸引眼球，称“现有量子加密技术可能隐藏着极为重大的缺陷”。

这个问题有点严重了。如果量子加密真有漏洞，那之前主打“绝对安全”的量子通信要被颠覆了吗?

事情的原委究竟如何?量子保密通信真的存在“破绽”吗?科技日报记者就此采访了量子通信业界的专家。

文章最初来源于美国《麻省理工科技评论》的一篇题为“有一种打破量子加密的新方法”的报道，报道所援引的是上海交通大学金贤敏研究组的一篇尚未正式发表的文章。

“读完那篇流传甚广的自媒体报道，整体判断，就是为了吸引读者眼球”。中科院量子信息重点实验室韩正甫教授告诉科技日报记者，起初，这篇研究文章是贴在arXiv上的一个帖子。

arXiv是啥?它是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室设立的一个科技公共黑板，这里的文章都是作者自己贴上去的，并没有经过同行审核。

“报道以这个为依据显然是不科学的，也是一种不负责任的做法，科技成果报道应该以经过同行严格评审、且正式发表的论文为依据。”韩正甫向记者表示，自媒体报道也一定要客观，真实。“不论出于什么目的，我们要坚决反对标题与内容严重不符的‘标题党’。夸大其词只会严重误导广大群众的视听，损害学科技术的公信力，有百害而无一利。”

该文在网上开始流传的第二天，上海交通大学金贤敏教授团队就在中国科大上海研究院的微信公号“墨子沙龙”上发布声明，专门撰文予以澄清。金贤敏表示，其本人从事的量子密码攻防研究并非否定量子密钥分发的安全性，恰恰相反，只要在源端增加更高对比度光隔离器即可解决此漏洞，从而保证量子密钥分发的安全性。

截图自公众号“墨子沙龙”

金贤敏团队指出：“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。”

量子保密通信的安全性

已成国际共识

科技日报记者了解到现有实际量子密码(量子密钥分发)系统主要采用BB84协议，由Bennett和Brassard于1984年提出。与经典密码体制不同，量子密钥分发的安全性基于量子力学的基本原理。根据量子密钥分发的安全性基础，通信双方可以发现窃听者的存在。学界将这种安全性称之为“无条件安全”，它指的是有严格数学证明的安全性。

量子保密通信真的存在“破绽”吗?潘建伟教授团队随即也在“墨子沙龙”上做出正面回应：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的BB84协议的数学模型。

截图自公众号“墨子沙龙”

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。

“网络文中援引的就属于对光源的木马攻击。”韩正甫介绍，这类攻击早在二十年前就已经被提出，而且其解决方案正如文章作者宣称的一样，加入光隔离器这一标准的光通信器件就可以了。

“文章报道只对偏振编码相关等少数系统的攻击有些效果，对其他类型的例如相位编码并没有任何效果，并非一个普适性的攻击。”韩正甫说，量子密钥木马光子攻击是一种传统的攻击方式，其所领导的安徽问天量子团队早在15年前的系统设计中，就已经考虑到这类攻击，这种攻击没有任何影响。自2000年初开始，科研类和商用类量子加密系统都会引入光隔离器这一标准器件。

“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。”韩正甫说，正如潘建伟团队撰文指出的那样，过去二十年间，国际学术界在现实条件下量子保密通信的安全性上做了大量的研究工作，信息论可证的安全性已经建立起来。中国科学家在这一领域取得了巨大成就，在实用化量子保密通信的研究和应用上创造了多个世界记录，无可争议地处于国际领先地位。

潘建伟团队也明确表示：“量子保密通信信息论可证的安全性已经成为国际量子信息领域的学界共识，除非出现颠覆性的科学理论。”

攻击，是为了让量子密码

更无懈可击

科技日报记者在中国科大采访时，巧遇世界著名“量子黑客”——来自俄罗斯量子中心的瓦蒂姆·马卡洛夫先生。2008年，他的团队曾提出并演示了以能够窃听获得100%密钥而著称的“致盲攻击方法”。