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行业互联网|不可被破解的量子互联网，到底是个什么网？( 二 )


基于这两个原理 ， 科学家设计了一套方法 。基本过程是 ， 在发射端 ， A向B发射一系列单个光子 ， 这些光子的状态是随机的；在接收端 ， B对这些光子的状态进行测量 。最终的结果是 ， A、B双方获得了一串随机字符串 。最关键的是 ， 双方的随机字符串是完全相同的 。双方不需要见面核对 ， 就可以确信这一点 ， 这是由量子力学原理保证的 。
这些操作固然很巧妙 ， 但这跟密码学有什么关系呢？关系在于 ， 这串随机字符串 ， 可以作为一次性便笺密钥 。
一次性便笺密钥指的是满足三个条件的字符串：随机 ， 长度跟明文相等 ， 一次一密 。密码学里早已证明 ， 用这样的密钥加密的密文 ， 不可能被任何数学手段破解 ， 即使对方有无限的算力都不行 。
为什么不可能被破解？因为这样一段密文 ， 可能对应任何一段跟它等长的明文 ， 而且概率相等 。比如 ， 一段密文既可能对应“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” 。
既然一次性便笺密码术不可破解 ， 那直接用它不就可以了？为什么还要用RSA等等呢？
原因是 ， 以前最大的漏洞在于密钥分发 。也就是说 ， 如何让A、B双方都获得这样一串字符串 。传统方法是派绝密信使去送 ， 但假如信使被抓了怎么办？叛变了怎么办？李玉和与甫志高的故事 ， 大家都十分熟悉 。
因此 ， 一次性便笺密码术在过去 ， 是好看不好用 。只有在极少数需要绝密而且不惜一切代价的地方 ， 例如美俄总统通话 ， 才会用到这种方法 。
但是量子密码出现以后 ， 情况就完全变了 。量子密码的一次性便笺密钥 ， 是通话双方直接产生的 ， 没有第三者介入 ， 不需要信使去送 。实际上 ， 量子密钥的产生过程 ， 就是分发过程 。这种技术被叫做量子密钥分发 。
这样 ， 一次性便笺密码术一下子从好看不好用 ， 变成了好看又好用 。只要建起量子密钥分发的线路 ， 任何两个人之间都可以实现美俄总统通话级别的安全性 。这就是量子互联网的基本目标 。（作者系中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员）


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