比特币:技术前沿：“绝对安全”的量子密码_APT

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人们说量子密码具有绝对安全性，意思是指量子密码不可能用数学方法破解，要窃密只能用物理方法攻击设备。在对传统密码的破解中，主要考虑数学破解，是因为用数学就“有可能”破解它们，而不是“只有”用数学才能破解它们。量子密码术和传统密码术的对比，是量子密码术面临的威胁只来自物理，传统密码术面临的威胁来自数学加物理！也就是说，只要量子通信设备是可靠的，那么就绝对不会泄密。

人们说量子密码具有绝对安全性，意思是指量子密码不可能用数学方法破解，要窃密只能用物理方法攻击设备。也就是说，如果设备是可靠的，那么就绝对不会泄密。

传统密码术

密码术的基本目的是为了解决一个问题：如何在不安全的信道上，安全地传输信息？

解决办法是通信双方隐藏一些信息，在不安全的信道上只传送密文，用这些隐藏信息把密文还原成明文。这些隐藏信息就叫作密钥。所有的密码术都包含两个元素：密钥和算法。

《哈佛商业评论》：区块链为全球医疗保健提供动力的时机已经成熟:《哈佛商业评论》（Harvard Business Review）本周早些时候指出，在当前的冠状病大流行中，医疗供应链系统受到了极大的影响，添加区块链技术可能有助于简化该系统向前推进的关键流程。

研究指出，医疗供应链中的问题既不是新问题，也不罕见。例如，通过“混乱”的供应链运输的产品，以纸质和手工文档为主，不必要的文书工作导致交付时间增加。上述问题导致供应链问题和盗窃等情况。世界卫生组织估计，所有医疗产品中有10%是“不合格或由低收入和中等收入国家伪造的”。然而，这些问题可以通过区块链技术来解决，特别是利用其数据的不可篡改和追踪能力来确保医疗供应链中的信任和可验证性。研究还指出，MediLedger就是朝着这一目标努力的例子。（BTCManager）[2020/6/1]

现在的绝大多数加密方法，都是基于某种数学问题的单向困难性。也就是说，一个问题沿着正方向解决很容易，你可以用它来加密，但逆方向就很困难，导致破解很困难。

在美上市区块链中概股涨跌各异:今日美股收盘，在美上市区块链中概股涨跌各异。嘉楠科技收涨14.14%，人人网收平，中网载线收涨2.74%，寺库收跌7.07%，迅雷收涨4.11%，猎豹移动收跌1.42%，兰亭集势收跌5.33%。[2020/4/15]

现在最常用的密码体系——RSA密码体系的三位发明者

为什么许多曾经被认为牢不可破的密码体系，最终都被破解了呢？有一个深刻的原因是，在数学上，任何一个实际在用的问题都没有被证明是单向困难的。实际上，就连单向困难的数学问题是否存在，我们都还不知道。

　　因此，我们应该有个基本的概念：所有基于数学的密码的安全性，都是未经证明的！到目前为止，唯一的已经证明不可能被数学破解的密码就是量子密码。因此，量子密码的价值一目了然。

量子密码术

量子密码术是怎么实现保密的呢？跟传统密码术一样，也是通过算法和密钥。实际上，量子密码术用的算法还是个特别简单的算法，简单到三言两语就能说清楚。

声音 | 度小满金融区块链负责人：区块链技术与应用仍处于2.0阶段:据北京商报报道，在由北京商报社、北京品牌协会主办的2018年度（第四届）北京金融论坛上，度小满金融区块链负责人李丰称，目前，整个区块链技术并不成熟。区块链技术应用必然要经历一个商业化发展，现在只是刚刚开始。从基础层面和应用层面分析，区块链其实还在2.0阶段，区块链技术应用面临的技术、底层架构、安全、共识、性能等问题并没有得到解决。现在的环境不足以到3.0的阶段。[2018/12/31]

任何一串信息，都可以表示成一串二进制字符，即一串0和1。对这个01字符串的每一位数字a，我们都给它一个对应的密钥k，这个k也是一个0或1的数字。根据a和k，就可以算出对应的密文b，它也是一个0或1的数字。

对应的规则是：如果k=0，那么b就等于a；如果k=1，那么b就等于0和1中不等于a的那一个。也就是说，k=0就把0变成0，1变成1，而k=1就把0变成1，1变成0。再简单一点说，k=0就不变，k=1就将0和1互换。这个算法叫作“异或”。

声音 | 区块链技术弥补现行证据制度缺陷，将极大改革现有信任结构:据浙江在线分析文章，我国于2012年明确将电子证据规定为法定证据种类后，涉及电子证据的案例数量出现了井喷式增长。但是，相较于电子证据的广泛使用，法院却往往因为难以有效证明电子证据的真实性与完整性，对此类证据的采信率并不高。其根源在于电子证据自身易于篡改的物理特性以及法官缺乏必要的技术辨别能力。但是，区块链分布式账簿技术有效弥补了电子证据的缺陷，大幅降低了对法官技术辨别能力的要求。文章还指出，区块链技术在电子证据中的应用弥补了现行证据制度的缺陷，将极大改革现有以法院、司法鉴定机关和专家证人为中心的信任结构，这符合当下加快数字社会和数字政府、推行数字治理的发展趋势，有利于提高司法审判的客观性和效率。但必须注意的是，强调科学技术在社会治理中的作用并不意味着更少的责任和担当，而是对相关部门科学治理、民主治理的能力和水平提出了更高要求。[2019/12/3]

你也许会感到奇怪，那么多复杂的算法都保不了密，这个最简单的算法凭什么可以？

央行数字货币研究所副所长狄刚：数字票据在多个方面天然适用于区块链技术:中国人民银行数字货币研究所副所长狄刚表示，数字票据在自身特性、交易特点、监管要求等方面都天然适用于区块链技术。首先，自身属性与区块链技术高度契合。其次，票据交易特点与属性适用于区块链技术。第三，监管需求的实现需要区块链技术发挥作用。监管机构需要掌握市场动态，并在必要的时候进行引导或干预，使用区块链技术可以实现对业务的穿透式监管，提高监管有效性。[2018/6/5]

诀窍不在于算法，而在于密钥。请注意，这里的密钥不是只有一位数字。如果只有一位数字，那当然完全没有保密效果。实际情况是，对于原文的每一位，都相应地有一位密钥。也就是说，如果原文的长度是n位，那么密钥的长度也是n位。如果原文像《红楼梦》那么长，那么密钥也需要这么长。

《红楼梦》

另外，这串密钥的字符串还必须是个随机的字符串。也就是说，每一位都是随机的0或者1，任意两位数之间，没有任何联系。

此外，这么长的密钥，还只能用一次。也就是说，你这次用n位的密钥传输n位的原文，下次你传同样的内容，还必须从头再来，重新构造n位的密钥，千万不能把原来的密钥再用一次。这叫作“一次一密”。

量子密码术中的密钥就是满足这样3个条件的字符串：长度跟明文相等，随机，一次一密。

为什么要这样做呢？因为这样就绝对不会被数学方法破译。为什么不可能被破译？因为这样的一段密文，可能对应任何的一段跟它等长的明文，而且概率相等。比如说，既可能对应“明天上午向东进攻”，也可能以同样的概率对应“后天下午向西撤退”或“飞出地球移民宇宙”……

对这样没有任何偏向性的密文，数学分析完全无从下手，因为这里根本就没有一个让你解决的数学问题。

长度跟明文相等、随机、一次一密，满足这3个条件的密钥叫作“一次性便笺”。因此，密码学中一个重要的定理就是：用一次性便笺加密的密文，是绝对不可破译的。这条定理是信息论的创始人克劳德·香农证明的。

克劳德·香农

值得注意的是，一次性便笺中的3个条件缺一不可。无论是密钥长度小于明文，还是密钥的各位之间有联系，还是同一串密钥用了两次，都会导致密文呈现某种结构，这样对手就有了着力之处，就可能通过频率分析之类的手段破解密码。

一次性便笺方法早在第一次世界大战的末期就发明了，但很少实际应用。原因是，传送这样大量的密钥非常困难。如果像《红灯记》《潜伏》等谍战片一样，派信使去传密钥，那么一旦信使被抓或叛变，损失将十分巨大。因此，一次性便笺方法只用在不惜任何代价要保证信息安全的地方，例如国家元首之间的通话。

量子密码术改变了这种状况，它的办法是：用量子力学的物理方法，在通信双方之间产生一次性便笺密钥。这里的关键是：双方同时获得了密钥！没有第三者信使在中间传输！

这是非常巧妙的思想，是量子力学创造的奇迹。量子密码术的技术含量，就是表现在这里。量子密钥的产生过程，同时就是分发过程，因此量子密码术又有个专业名称，叫作“量子密钥分发”。

量子密钥分发

那么，量子密码术是怎么实现无信使的密钥分发的呢？一个简略的解释是：量子密码术利用了量子力学中的两个原理，一个是叠加原理，另一个是测量可能导致状态突变。基于这两个原理，通过发射和接收一系列处于随机状态的单光子，来使通信双方获得一串相同的随机字符串。这串随机字符串就是一次性便笺密钥。

量子力学中的叠加

量子力学中的测量

通过一系列操作以后，双方都获得了一串随机的0和1，比如说0010111001001010101……最重要的是，双方的这个字符串完全一样。这就是最终的效果。

有了密钥之后，就用“异或”加密算法，用密钥把明文加密成密文，把密文发送出去。既然密文已经是不可破译的了，这一步就不需要任何特别的设备，直接在传统信道上大摇大摆地走就是了，敌方截获也无妨。

一个常见的误解，是以为最后的信息传送要通过某种量子信道。当他们知道传统信道就行的时候，就感到大惑不解，甚至以为搞量子通信的都是子。

另一个常见的误解，是以为密钥也要通过传统信道传输。这是绝对不可能的，如果要将密钥通过不安全的信道发出去，那就完全失去了保密的意义。任何密码系统都不会愚蠢到这种程度。

总结一下，量子密码术真实的做法是：用量子信道产生密钥，用传统信道传送密文。你也许想问：既然量子信道可以保证不泄密，那为什么不直接用量子信道传输信息，而只是传输密钥呢？因为这种量子力学的操作只能产生随机字符串，随机字符串的信息量是零，所以这种操作本身不能传输信息。因此，这种方法的提出者在很长时间内想不出它有什么用，直到发现这段随机字符串可以作密钥，才让这种方法有了用武之地。

量子密码的攻防

如果需要破解量子密码，又该怎么办呢？基本的框架其实很简单。既然数学方法不可能破译量子密码，那么唯一的途径当然就是物理方法，用各种手段入侵量子通信设备。

在对传统密码的破解中，主要考虑数学破解，是因为用数学就“有可能”破解它们，而不是“只有”用数学才能破解它们。

因此，量子密码术和传统密码术的对比，并不是前者的威胁只来自物理，后者的威胁只来自数学。应该是量子密码术面临的威胁只来自物理，传统密码术面临的威胁来自数学加物理！

量子密码术现在的研究前沿，就是在假定敌方成功地进行了若干种物理攻击的前提下，仍然能够保证信息不泄露。

一个研究前沿叫作“测量仪器无关的量子密钥分发”。这个术语的意思是，即使敌方获取了我们的测量仪器，我们仍然有办法及时发现并中止生成密钥，从而避免泄露信息。这方面的实验验证已经成功，下一步是提高成码率的问题。在这个领域，中国也走在世界前列。

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