当今世界安全威胁和破解不断增加,加密是一种常用技术,用来保护关键信息不被误入错误之手。加密程序编码通文消息 使只有经授权方才能访问进程结果为加密信息, 并称密码文本 。 但是它是如何完全实现的?通文消息使用算法(或密文)转换,除那些拥有特殊知识者外,任何人都无法读取,即被称为密钥。

举个例子 考虑加密信息 跨光电缆黑客可以窃取纤维 以图存取敏感信息显示于此视频加密防止黑客破译消息内容而不带密钥

幸运的是,今天最先进安全通信使用高级数学保护飞行中数据Ciena波解密.即便今日使用的许多加密算法公开提供,例如流行高级加密标准,但鉴于今日计算机的计算能力,这些算法很难在合理的时间里破解。现代密码密钥大到破解AES-256标准需要 "五十超级计算机可检验十亿^18号AES键秒数求3x10^51号年份....

现代密码密钥大到破解AES-256标准需要50超级计算机检验10亿(10亿)^18号AES键秒数求3x10^51号岁数

幸好这表示现在没有即时问题,quantum  computers?需要数万年才能破解传统计算机的密钥 可能比量子计算机破解的时间少得多量子物理在此解密

量子加密领域是一个安全研发领域,重点是引进新技术,对量子计算机计算功率产生更多阻抗力量子密码从光子不可预测性中提取强度-宇宙最小粒子量子物理基础定义Heisenberg's  Uncertainty Principle表示观察这些粒子会以任何方式改变行为新的量子密码技术将结合量子物理和高级数学来提供最大安全性

量子密码元素
量子密码学关键元素正在探索以保障安全通信量子密钥分布QKD)QKD使用光子制作并分发密钥,不传输消息数据此密钥可随所选加密算法使用(如AES)加密消息,然后通过标准通信通道传输

QKD背后的主要安全利益是两个通信方检测第三方存取密钥的能力。这是量子力学的直接结果,通过量子力学测算过程普通干扰系统改变粒子行为表示黑客窃听密钥必须用某种方式测量它,从而引入异常点,可用以检测并提醒当事人密钥失密,不应用编码信息

QKD背后的主要安全益惠是两个通信方检测第三方存取密钥的能力这可能是量子力学的直接结果 量子系统测量过程一般会干扰系统改变粒子行为

量子物理可发挥重要作用 提供最大安全密码系统显示生规则量子状态测量结果可以是内在随机性,这意味着它永远无法比盲目猜测更好预测量子力学关键原理可用量子测量固有随机性生成高安全密钥真随机数随机数生成器类型指量子随机数生成器并非新产业数个QRNG商业可用, 保证真实随机性, 生成无法预测的密码密钥

最后但并非最不重要的是,另一个量子加密领域正在引起注意Post-Quantum  Cryptography并称量子抗衡或量子安全密码基本上,这是研究开发新的加密算法 安全地与量子计算机和经典计算机计算力相抗后元算法将替代当前公钥密码系统 以备大规模量子计算机实现国家标准技术学院已经开始朝这个方向发展,并启动量子后加密项目.此项目进程征集、评价并规范一个或多个抗量公钥密码算法.数组后候选算法提名可提交至2017年11月和NIST多年前设置的流程相同,当时NIST正在寻找新算法替换1977年发布的数据加密标准这一过程导致AES-256加密算法今天广泛部署新的PQC标准将用作现有标准抗量对等器

未来加密量子物理

黑客今天可以被动拦截爱丽丝寄给Bob的加密消息 但他们双方都不知道消息失密黑客可以以不同方式实现这一点, 包括窃取纤维, 并可以花很多时间(万亿年! ) 和计算能力破解代码

考虑一下同一个例子 量子密码法黑客窃听私密消息时 无法检测博布接收光子后, 他和爱丽丝对传递消息有对话, 如果黑客截取消息, 差错会浮出水面万一发生,可中止交易并自动发送新密钥通过每秒发送多量子密钥,可持续监控纤维线安全性并立即识别信号图解

敏感度越来越高的信息分布于光纤网络中, 今日网络规模通信使用强光机内加密解决方案来确保数据安全性,量子计算时代接近时,密码学研发进步非常重要,以确保我们能够继续安全关键数据并使用网络向全球传送数据