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Eve不被发现的概率是十万亿分之三

2017-08-10 17:42    来源:东方经济网      字号:

  记者了解到,在1984年,当时任职于IBM研究中心的本内特(Charles H. Bennett)和当时就职于蒙特利尔大学的布拉萨尔(Gilles Brassard)在国际计算机、系统和信号处理大会上发表的一篇文章,奠定了首个量子加密协议。基于两位作者的姓氏首字母和发表年份,该协定也被人称为“bb84”协议。

  “bb84”协议构想了一种,在理论上绝对安全的密钥传输方法。现在,我们假设有一个信息发送者Alice,她想发送一串由1和0组成的二进制密钥给信息接受者Bob,同时,还存在一位潜在的窃密者Eve。

  在传统通信渠道中,窃密者Eve可以截获Alice传来的密钥,并复制给Bob。这样,Bob并不会察觉到密钥已经被人窃听了。

  而在量子通信渠道中,信息是编码在光子的偏振态上的。所谓的量子,是物理学中不可再分的基本单元,由德国物理学家普朗克在1900年首次提出。比如,光子就是量子性的,不存在“半个光子”的说法。

  现在,我们假设存在两台机器A和B,A机器可以产生垂直偏振(记为0)和水平偏振(记为1)的光子,B机器可以产生45度偏振(记为0)和135度偏振(记为1)的光子。如果按照A密码本去读A机器产生的光子,可以正确地读出0或者1,但是,如果按照B密码本去读A机器产生的光子,每个光子都会被随机读成0或者1,也就是说,和瞎猜的概率一样。

  值得一提的是,量子具有不可复制的性质。如果窃听者Eve截获了一个光子,由于他只能随机选择A密码本或者B密码本去读,Eve得到正确的数字的概率为75%,而他继续发送给Bob的光子也是如此。也就是说,Eve的窃听不被发现的概率是75%。

  这是单光子的情况。如果Alice发送的是10个光子,Eve不被发现的概率是5.6%;如果Alice发送的是100个光子,Eve不被发现的概率是十万亿分之三。

  Alice发送完光子串后,会通过经典通信渠道,比如打电话,与Bob核对部分光子。如果发现不存在被窃听的情况,在理论上说,Alice就可以继续向Bob分享剩下的光子的密码本,由Bob挑选出用对密码本的部分作为密钥。

作者:佚名   责任编辑:小燕
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