北京時間11月6日消息, 二戰時期的納粹分子們非常清楚, 要想贏得戰爭的勝利, 離不開保密的軍事通訊。 他們還專門為此研製的號稱無法破解的“恩尼格瑪”密碼機。 這種加密機器能夠讓德軍部署在各地的裝甲師團, 外交機構甚至是海上的潛艇能夠時刻保持與總部的通訊聯絡。 德國人一直堅信他們的這套密碼系統是不可破解的——直到一位名叫阿蘭-圖靈(Alan Turing)的年輕英國數學家意識到, 如果能夠使用機器來系統性的對每一位元字元進行數以千計的組合嘗試, 直到破解出其意義, 那麼恩尼格碼機器或許是可以被破譯的。
加密視頻通話是無條件安全的
這一嘗試的結果便是世界上第一台電腦的誕生, 由於英國情報部門從此能夠破解德國軍隊的機密通信, 這為日後盟軍最終擊敗德國法西斯立下了汗馬功勞。
一度, 軍事專家們相當確定,
在一個擁有絕對加密技術的世界裡, 所有的人類電子通訊都將變得絕對隱秘, 這究竟是好事還是壞事?
世界首次洲際量子加密視頻通話
就在今年的9月29日, 我們的世界又向著這樣的未來更加接近了一步。
對此, 一位不願意具名的英國情報系統人士表示:“在所有最新出現的技術中, 這項技術是最讓我感到興奮的, 但同時也是最讓我感到憂心忡忡的。 它將是一種能夠改變世界的技術。 ”西方的專家們對於目前的情況感到擔憂的不是他一個人。 很多西方專家都看到了這樣一個事實, 那就是, 儘管在美國和歐洲的一些大學, 研究所和實驗室裡仍然在不斷產生創新的量子技術, 但在量子技術應用領域遙遙領先世界的,
通話現場。 奧地利科學院與中科院之間的首次量子加密視, 這次通話經過量子加密, 無條件安全, 不可竊聽
9月底的北京-維也納量子視頻通話是通過普通的Skype軟體進行的, 所有資料都經由公網傳輸。 所不同的是, 此次通話使用了量子加密,
厄科特是量子加密通訊技術的最初奠基人之一, 他的這項技術基於一種不可思議的現象, 叫做量子糾纏。 這種現象實在太不可思議, 以至於愛因斯坦都對此感到難以置信。 在1935年, 愛因斯坦將量子糾纏效應形容為“鬼魅般的超距作用”。
這就是量子糾纏效應現象:兩個分別處於不同地點的光粒子, 也就是光子, 不管相隔多遠, 都能夠即時複製對方的行為。 雖然到目前為止這種近乎“心靈感應”的效應究竟是如何發生的還尚未明確,但早在1984年,科學家們就已經在實驗室中確認了這種效應的確存在。而9月底北京與維也納之間的這場洲際視頻通話的重要意義就在於,這一次科學家們能夠利用量子糾纏效應生成一串資料秘鑰並使其同時存在於地球上的不同角落。
中國人並沒有止步于此,由中科院院士,中國科技大學物理學家潘建偉教授領銜的小組還在中國構建了現實世界中的量子加密通訊網路。他們現在已近將基站、衛星和數千公里場的光纖連接到一起,形成一張覆蓋全國的巨大量子通訊網路。
致力於發展遠距離量子通訊技術的美國馬里蘭大學聯合量子研究所副教授查理斯·克拉克(Charles Clark)表示:“做到這一點並不需要去發現什麼新的物理學定理。”但是中國人在實施規模和傳輸距離上表現出的領先性的確令人印象深刻。
克拉克說:“這是一次非凡的展示。“
革命性的量子加密技術
直到現在,密碼學的核心思想其實很簡單:構建出一種超級數學謎題,並確保要想解決這一數學謎題所需要的計算能力超出所有潛在敵人的技術能力。今天我們所使用的加密技術,也就是所謂的“公開金鑰技術”——這是所有互聯網認證和安全通訊的技術基礎——其使用的加密技術要遠遠勝過當年納粹德國使用的恩尼格碼密碼。但兩者所依據的原理是相同的。解密用的金鑰由電腦產生並分發給通訊雙方。不過,只要擁有足夠強大的計算能力,協力廠商是完全有可能通過暴力破解方式攻破這種密碼的。而量子加密技術則從原理上就與之完全不同,這也使其具備了不論敵人擁有多麼強大的計算能力都不可能攻破的超級加密體系。厄科特表示:“和數學系統不同,量子加密依賴于物理學原理,而原理是不能被打破的。”
人類首顆量子科學實驗衛星——墨子號在軌運行示意圖
量子金鑰分發技術將有望徹底顛覆電子商務和資料保護行業,並徹底杜絕欺網路駭客或身份盜用行為。克拉克表示:“發展量子技術的最大動力——正如很多看上去很美好的事物一樣,其實是軍事和情報用途。”任何首先掌握這項技術的國家將在短期內取得相對戰略優勢地位。
中國很快發射了世界上第一顆量子通訊試驗衛星——以中國古代哲學家墨子命名。這顆衛星運行在距離地面不到500公里的低地球軌道上,同時潘的小組還在青藏高原海拔超過4500米的地方建設地面基站,以便更好地接收衛星量子信號,盡最大限度消除大氣層對信號的影響。基於多個這樣的基站,再配合墨子號衛星,中國在境內構建起一條連接北京和上海,長度接近2000公里的量子通訊幹線。
非凡的遠見與戰略眼光
墨子號衛星運行在低地球軌道,這就意味著沒有連接到中國量子通訊網路的用戶必須等待衛星飛行到頭頂上空時才能接收到安全的量子秘鑰,並借助這一秘鑰與其他秘鑰持有者之間開展保密量子通訊。
而就在今年8月份,潘建偉教授曾經對媒體表示,在未來5年內,中國將發射運行高度超過2萬公里的新型量子衛星,這將大大提升中國量子通訊衛星的地面覆蓋範圍。計畫中於2022年升空的中國空間站預計也將攜帶實驗性量子通訊載荷,宇航員將能夠在軌道上對其不斷進行技術升級和維護。最終,中國已經非常明確的表示,他們計畫構建一個全球性的量子通訊衛星系統。
到目前為止,世界範圍內還只有中國一家對量子通訊技術投入數十億的巨額資金進行開發並開始投入實際應用。克拉克表示:“要想進入這一領域門檻相當高,基本上,這都需要國家層級的支援才行。”一位西方安全領域專家這樣評價:“要想建成覆蓋全球的量子通訊衛星難度極高,幾乎就像曼哈頓工程。”(注:曼哈頓工程師當年美國動員全國力量研製原子彈的秘密工程代號)。他說:“可惜的是,今天在西方,沒有任何政治家有那樣的決心和遠見去長期投入巨額資金以支援一項科學專案。這就會為什麼中國人會遙遙領先的原因。”
當今世界,中國,美國和俄羅斯實際上正在進行一場靜悄悄的隱形軍備競賽,戰場是在互聯網上,看看誰先掌握各種網路武器——從能夠竊取手機和電子設備資訊的駭客技術,到傳統情報界的竊聽技術。而平心而論,量子加密技術的出現也並不意味著現代間諜技術的終結。正如此前美國國家安全局前雇員斯諾登事件中所暴露出來的那樣。美國政府並的大規模秘密監聽計畫,以及大部分西方間諜機構的工作,並非竊取具體的通話內容,而是進行大資料分析——掌握數一百萬,乃至千萬計的人口,他們誰在和誰通話,以及何時進行了通話。
誰將掌控未來?
即便是在量子加密時代,這樣的大資料仍然可以被獲取。另外,儘管量子加密通訊技術無法被攔截,但是它仍然是一種端到端通訊技術。總部位於倫敦的戰略研究所專家艾米麗·泰勒(Emily Taylor)指出:“這就是它的薄弱環節所在。”換句話說,不論量子加密通訊技術多麼無懈可擊,但它仍然是兩個人在進行通訊,仍然會有兩個人之間的資訊交換,只要是這樣,就仍然存在竊聽的可能。
不過,不能否認的是,量子加密技術的意義是深遠的。如果全球通訊所依賴的通訊基礎設施是安全的,那麼全球性的系統性風險很多都能被避免。當然這並非意味著我們將進入一個徹底安全的網路時代,但一些常見風險,比如信用卡交易,資料庫,以及電子通訊等一些關鍵領域的安全性漏洞都將在量子加密技術下得到極大提升。泰勒表示:“每個人都希望自己的通訊是安全的,但是如果真的每個人都使用了不可破解的加密技術,那情報機關的工作難度就會加大很多。”
中國目前取得的成就不僅清楚的表明量子秘鑰分發技術在現實中是可行的,並且也表明任何想要認真獲得絕對安全通訊技術的國家,都必須在這一領域投入巨額資金。厄科特指出:“誰控制了資訊,誰就控制了世界。”那麼按照這種邏輯,未來將是屬於北京的。
雖然到目前為止這種近乎“心靈感應”的效應究竟是如何發生的還尚未明確,但早在1984年,科學家們就已經在實驗室中確認了這種效應的確存在。而9月底北京與維也納之間的這場洲際視頻通話的重要意義就在於,這一次科學家們能夠利用量子糾纏效應生成一串資料秘鑰並使其同時存在於地球上的不同角落。中國人並沒有止步于此,由中科院院士,中國科技大學物理學家潘建偉教授領銜的小組還在中國構建了現實世界中的量子加密通訊網路。他們現在已近將基站、衛星和數千公里場的光纖連接到一起,形成一張覆蓋全國的巨大量子通訊網路。
致力於發展遠距離量子通訊技術的美國馬里蘭大學聯合量子研究所副教授查理斯·克拉克(Charles Clark)表示:“做到這一點並不需要去發現什麼新的物理學定理。”但是中國人在實施規模和傳輸距離上表現出的領先性的確令人印象深刻。
克拉克說:“這是一次非凡的展示。“
革命性的量子加密技術
直到現在,密碼學的核心思想其實很簡單:構建出一種超級數學謎題,並確保要想解決這一數學謎題所需要的計算能力超出所有潛在敵人的技術能力。今天我們所使用的加密技術,也就是所謂的“公開金鑰技術”——這是所有互聯網認證和安全通訊的技術基礎——其使用的加密技術要遠遠勝過當年納粹德國使用的恩尼格碼密碼。但兩者所依據的原理是相同的。解密用的金鑰由電腦產生並分發給通訊雙方。不過,只要擁有足夠強大的計算能力,協力廠商是完全有可能通過暴力破解方式攻破這種密碼的。而量子加密技術則從原理上就與之完全不同,這也使其具備了不論敵人擁有多麼強大的計算能力都不可能攻破的超級加密體系。厄科特表示:“和數學系統不同,量子加密依賴于物理學原理,而原理是不能被打破的。”
人類首顆量子科學實驗衛星——墨子號在軌運行示意圖
量子金鑰分發技術將有望徹底顛覆電子商務和資料保護行業,並徹底杜絕欺網路駭客或身份盜用行為。克拉克表示:“發展量子技術的最大動力——正如很多看上去很美好的事物一樣,其實是軍事和情報用途。”任何首先掌握這項技術的國家將在短期內取得相對戰略優勢地位。
中國很快發射了世界上第一顆量子通訊試驗衛星——以中國古代哲學家墨子命名。這顆衛星運行在距離地面不到500公里的低地球軌道上,同時潘的小組還在青藏高原海拔超過4500米的地方建設地面基站,以便更好地接收衛星量子信號,盡最大限度消除大氣層對信號的影響。基於多個這樣的基站,再配合墨子號衛星,中國在境內構建起一條連接北京和上海,長度接近2000公里的量子通訊幹線。
非凡的遠見與戰略眼光
墨子號衛星運行在低地球軌道,這就意味著沒有連接到中國量子通訊網路的用戶必須等待衛星飛行到頭頂上空時才能接收到安全的量子秘鑰,並借助這一秘鑰與其他秘鑰持有者之間開展保密量子通訊。
而就在今年8月份,潘建偉教授曾經對媒體表示,在未來5年內,中國將發射運行高度超過2萬公里的新型量子衛星,這將大大提升中國量子通訊衛星的地面覆蓋範圍。計畫中於2022年升空的中國空間站預計也將攜帶實驗性量子通訊載荷,宇航員將能夠在軌道上對其不斷進行技術升級和維護。最終,中國已經非常明確的表示,他們計畫構建一個全球性的量子通訊衛星系統。
到目前為止,世界範圍內還只有中國一家對量子通訊技術投入數十億的巨額資金進行開發並開始投入實際應用。克拉克表示:“要想進入這一領域門檻相當高,基本上,這都需要國家層級的支援才行。”一位西方安全領域專家這樣評價:“要想建成覆蓋全球的量子通訊衛星難度極高,幾乎就像曼哈頓工程。”(注:曼哈頓工程師當年美國動員全國力量研製原子彈的秘密工程代號)。他說:“可惜的是,今天在西方,沒有任何政治家有那樣的決心和遠見去長期投入巨額資金以支援一項科學專案。這就會為什麼中國人會遙遙領先的原因。”
當今世界,中國,美國和俄羅斯實際上正在進行一場靜悄悄的隱形軍備競賽,戰場是在互聯網上,看看誰先掌握各種網路武器——從能夠竊取手機和電子設備資訊的駭客技術,到傳統情報界的竊聽技術。而平心而論,量子加密技術的出現也並不意味著現代間諜技術的終結。正如此前美國國家安全局前雇員斯諾登事件中所暴露出來的那樣。美國政府並的大規模秘密監聽計畫,以及大部分西方間諜機構的工作,並非竊取具體的通話內容,而是進行大資料分析——掌握數一百萬,乃至千萬計的人口,他們誰在和誰通話,以及何時進行了通話。
誰將掌控未來?
即便是在量子加密時代,這樣的大資料仍然可以被獲取。另外,儘管量子加密通訊技術無法被攔截,但是它仍然是一種端到端通訊技術。總部位於倫敦的戰略研究所專家艾米麗·泰勒(Emily Taylor)指出:“這就是它的薄弱環節所在。”換句話說,不論量子加密通訊技術多麼無懈可擊,但它仍然是兩個人在進行通訊,仍然會有兩個人之間的資訊交換,只要是這樣,就仍然存在竊聽的可能。
不過,不能否認的是,量子加密技術的意義是深遠的。如果全球通訊所依賴的通訊基礎設施是安全的,那麼全球性的系統性風險很多都能被避免。當然這並非意味著我們將進入一個徹底安全的網路時代,但一些常見風險,比如信用卡交易,資料庫,以及電子通訊等一些關鍵領域的安全性漏洞都將在量子加密技術下得到極大提升。泰勒表示:“每個人都希望自己的通訊是安全的,但是如果真的每個人都使用了不可破解的加密技術,那情報機關的工作難度就會加大很多。”
中國目前取得的成就不僅清楚的表明量子秘鑰分發技術在現實中是可行的,並且也表明任何想要認真獲得絕對安全通訊技術的國家,都必須在這一領域投入巨額資金。厄科特指出:“誰控制了資訊,誰就控制了世界。”那麼按照這種邏輯,未來將是屬於北京的。