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高速量子加密技术难题被攻克:秘钥传输速度可达互联网传输速度

E安全11月28日讯 美国一支研究小组已经开发出一套全新量子计算系统,能够提供五倍甚至十倍于现有技术方案的传输速度。

量子计算机的出现一直被广泛视为当今加密方法的严重威胁。但在另一方面,由于量子密码学的存在,此类量子系统亦有望成为保障计算机与互联网安全的关键所在。

高速量子加密进入“实用阶段”-E安全

密码学的新水平

美国杜克大学、俄亥俄州立大学与能源部下属橡树岭国家实验室的研究小组已经立足新的规模水平着手解决量子加密问题。

在《科学进展(Science Advances)》杂志上发表的一项研究当中,研究人员展示了一套利用量子密钥分发(简称QKD)机制的系统,能够以百万分之一秒的速率创建并分发加密代码。其秘诀在于将更多信息纳入QKD以及光粒子(目前量子网络常用粒子),并将其与高速检测器加以结合。

高速量子加密进入“实用阶段”-E安全

能够实现流加密视频的高维量子通信设备假想图

研究得以实现的关键,在于调整光子释放的具体时间点,这意味着能够在单一光子上承载2 bit信息,而非过去的1 bit。因此该系统能够将密钥传输速度提升至现有解决方案(仅允许每秒传输几十到几百Kb)的五倍甚至十倍。一旦以并行方式运行这类采用新技术的系统,则可达到当前互联网的传输速度。

这项研究解决了现有“量子安全加密系统无法支持基础的日常任务”的问题,可以完成托管加密电话通信、视频流等任务。

保障量子计算的未来前景

QKD需要配合立足加密信息分别发送的一组加密密钥。从原则上来讲,该加密信息具备“防入侵”能力,因为接收方与发送主会在消息或者加密密钥被篡改时收到警告。但QKD目前还无法完美起效,这是因为需要的设备还不够完善,仍然容易受到黑客攻击的影响。
尽管如此,QKD目前仍然是改进现有网络安全方法的最佳机会。另外,这套新量子计算系统主要采用商用设备,用户能够更轻松地将其纳入当前互联网框架,未来将具备广泛的适用性。

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