admin 随着越来越多的传统人工业务被网络电子业务所取代，我国信息高速公路的建设已经进入了蓬勃发展的阶段。加密技术、认证技术、数字签名等很多技术问题亟待解决，其中信息密码与安全的地位尤为突出。量子密码技术以测不准原理和单光子的不可分割性作为理论基础成为目前安全性最强的加密手段，虽未广泛应用但前景无限。量子密码的研究为追求信息的绝对安全提供了技术保障。
量子密码利用物理学原理保护信息 与传统密码学不同
量子密码研究的核心内容就是，如何利用量子技术在量子信道上安全可靠地分配密钥。从数学角度上讲如果把握了恰当的方法任何密码都可破译，但与传统密码学不同，量子密码学利用物理学原理保护信息。通常把“以量子为信息载体，经由量子信道传送，在合法用户之间建立共享密钥的方法”，称为量子密钥分配（quantum key distribution, QKD），其安全性由“海森堡测不准原理”及“单量子不可复制定理”保证。
1.量子密码理论
量子密码技术应用量子力学的基本理论,包括海森伯格的测不准原理和单光子的不可分割性,从而解决了典型密码一直无法完善处理的安全性问题。假设窃听者可观察到传统信道上发送的信息，也可观察及重发量子信道上的光子。
假设Alice要将一个比特序列m发送给Bob。她先对m中的每个比特bi随机地选择极化基B1或B2对其进行编码：如果Alice对比特bi选择极化基B1则当bi＝0时就编码成|↑〉，当bi＝1时就编码成|→〉（也可以将0编码成|→〉，而将1编码成|↑〉）如果Alice对比特bi选择极化基B2，则当bi＝0时就编码成|↖〉，当bi＝1时就编码成|↗〉。
2量子密码安全协议
Charles H. Bennett与Gilles Brassard 1984年发表的论文中提到的量子密码分发协议，后来被称为BB84协议。BB84协议是最早描述如何利用光子的偏振态来传输信息的。这个协议的安全性还基于量子力学的一个性质：非正交的状态间无法通过测量被彻底的分辨。BB84协议利用两对状态，分别是光子偏振的两个直线基"+"：水平偏振（0°）记作|→〉，垂直偏振（90°）记作|↑〉；和光子偏振的两个对角基"×"：45°偏振记作|↗〉，和135°偏振记作|↘〉。
这两对状态互相不正交，无法被彻底的分辨。比如选择基"+"来测量|↑〉，会以100%的概率得到|↑〉。但选择基"+"来测量|↗〉，结果是随机的，会以50%的概率得到|→〉，或以50%的概率得到|↑〉，而原始状态的信息丢失了。也就是说，当测量后得到状态|↑〉，我们不能确定原本的状态是|↑〉还是|↗〉，这两个不正交的状态无法被彻底分辨。
随着科技的进步，信息交换手段越来越先进，速度也越来越快，信息的内容和形式越来越丰富，信息的规模也越来越大。由于信息量的集聚增加，保密需求也从军事、政治和外交领域扩展到民用和商用。量子密码学正在逐步渗透到通信、电子政务、金融系统乃至航天科技。我国是国际上最早从事量子密码技术研究的国家之一，20多年来，我国密码科技工作者在芜湖“量子政务网”等多个项目中取得优异成绩，我们正在逐步迈进量子信息时代。
小知识之密钥：
密钥是一种参数，它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的数据。
