Ali Xie Chongjin: Dünyanın en güçlü kapısı çöktükten sonra kuantum şifreli iletişimle başka bir kapı inşa edeceğiz
Dünyada kırılması çok zor olan bir kapı yok ama onu inşa etmek için çok çalışıyoruz.
1977'de Ron Rivest, Adi Shamir ve Leonard Adleman'ın RSA açık anahtar şifreleme algoritmasını önermesinin ardından kapı sağlam görünüyordu. Siber dünyayı korumak için.
RSA şifreleme algoritmasının kırılmaz olduğu söyleniyordu, ancak bu, bilgi işlem gücüne ulaşılamayan bir çağda sadece bir rahatlıktır.
Microsoft Research'teki bilim adamları, RSA-2048de anahtarının kırılmasının geleneksel bilgisayarlar için 1 milyar yıl sürebileceğini, kuantum bilgisayarların ise tamamlanması için yalnızca 100 saniyeye ihtiyaç duyduğunu uzun zamandır fark ettiler. Daha sonra Microsoft, genel amaçlı kuantum bilgisayar araştırmalarına doğrudan daldı.
IBM ve Google, kuantum bilgisayarlar alanında da büyük oyunculardır.
2013 yılında, Alibaba'nın kuantum araştırmalarına ilk katılımının ardından 30 Temmuz 2015'te Alibaba ve Çin Bilimler Akademisi, kuantum alanında araştırma ve uygulamayı teşvik etmeye odaklanan uzun vadeli işbirliği için ortaklaşa bir mutabakat mektubu imzaladı ve 2017'de Mayıs 2005'te Çin Bilimler Akademisi, Alibaba ve diğer kurumlar, ilk klasik bilgisayarları geride bırakan dünyanın ilk optik kuantum bilgisayarını geliştirdi.
Alibaba tarafından düzenlenen teknik bir çay partisinde 23 Haziran'da Alibaba İletişim Şefi Xie Chongjin, böylesine gelişmiş bir bilimsel araştırma alanında, Alibaba ile Çin Bilimler Akademisi arasındaki ortak araştırma ilerlemesinin ilk aşamada olduğunu söyledi.
Bununla birlikte, böylesine öncü bir avantajla, Alibaba'nın kuantum iletişiminin ticarileştirilmesindeki ilk ilerlemesi hala "kapı" oluyor - umuyorlar ki, dünyadaki en savunmasız RSA şifreleme algoritması artık artan bilgi işlem gücünden kaynaklanıyor. "Çözülebilir" hale geldikten sonra kuantum şifreli iletişim ile kurulan kapı siber dünyanın güvenliğini koruyabilir.
Demir dişli ve çelik dişli şifre taşıyıcı
Kuantum şifreli iletişimin neden bilim adamlarının yeni umutlar koyduğu "kapı" olduğunu anlamak için kuantum iletişimiyle başlamalıyız.
Kuantum iletişimi, kuantum durumlarının bir yerden diğerine aktarımını ifade eder ve içeriği kuantum ışınlanmasını, kuantum dolaşıklık değişimini ve kuantum anahtar dağıtımını içerir. Şu anda, kuantum anahtar dağıtımını ve klasik şifrelemeyi birleştiren kuantum güvenli iletişim teknolojisi, güvenliği kesin olarak kanıtlanmış tek iletişim güvenliği teknolojisidir ve aynı zamanda pratikliğe ulaşan ve endüstriyel değere sahip tek kuantum iletişim teknolojisidir.
Kuantum kanalında, paylaşılan anahtarı taşımak için optik kuantum süperpozisyon durumu kullanılır.Kuantum mekaniğinin belirsizlik ilkesi ve kuantum klonlanamazlık ilkesine göre, anahtarın koşulsuz ve güvenli dağıtımı gerçekleştirilebilir. Klasik bilgiler bu anahtara göre klasik şifreleme sistemi ile şifrelenir ve ardından klasik iletişim hattı üzerinden iletilir.
Şu anda, kuantum şifreleme iletişim teknolojisi temel olarak kuantum anahtar dağıtımı ve kuantum güvenli doğrudan iletişim olarak ikiye ayrılmıştır.
-
Kuantum anahtar dağıtımı: Kuantum anahtar dağıtım teknolojisi, anahtarı bir kuantum durumunda kodlar ve kuantum mekaniği prensibini kullanarak gönderici ve alıcı arasında bir kuantum kanalı aracılığıyla iletir ve gizli iletişimde iki taraf arasında anahtarı kurmak ve iletmek için kullanılır. Anahtarla şifrelenen mesaj şifreli metni hala klasik kanal üzerinden iletilir. Zaten pratik.
-
Kuantum güvenli doğrudan iletişim: Kuantum anahtar dağıtımından farklı bir kuantum iletişim biçimi. Kuantum anahtar dağıtımından temel fark, kuantum güvenli doğrudan iletişim sürecinde, her iki tarafın da önceden bir anahtar oluşturmasına gerek kalmaması, ancak doğrudan kuantum kurmasıdır. Kanal yoluyla iletişim, yani anahtarları kullanarak şifreleme ve şifre çözme işlemine gerek kalmadan gizli bilgilerin güvenli aktarımını doğrudan tamamlar.
Bununla birlikte, Xie Chongjin, Leifeng.com'a, şu anda Ali tarafından incelenmekte olan kuantum şifreleme iletişim teknolojisinin esas olarak kuantum anahtarlarının dağıtımına atıfta bulunduğunu, çünkü kuantum güvenli doğrudan iletişim hala temel araştırma aşamasında olduğunu söyledi.
Layman'ın terimleriyle, mevcut kuantum şifreleme iletişiminde, iletilecek bilgi içeriği değil, bilgiyi şifrelemek için şifre taşınır.
Bir şifre taşıyıcı olarak, demir dişlere ve çelik dişlere sahip olduğunuzu ve işkenceyi bırakmayacağınızı nasıl kanıtlayabilirsiniz?
Dünya adaletsizdir. Çoğu insan işkenceyi sevmez. Doğal olarak sadakat özellikleri vardır. Örneğin, kuantumun iki özelliği vardır:
-
Kuantum Belirsizlik İlkesi
Heisenberg'in belirsizlik ilkesi olarak da bilinen belirsizlik ilkesi, iki değişmeli olmayan fiziksel büyüklüğün aynı anda doğru ölçülemeyeceği anlamına gelir. (Fizikte bir parçacığın konumu ve momentumu aynı anda belirlenebilir, ancak kuantum mekaniğinde tamamen farklıdır. Bu parçacık uçuculuğunun kaçınılmaz sonucudur)
-
Kuantum klonlanamaz ilkesi
Bilinmeyen bir kuantum durumu doğru bir şekilde klonlanamaz. Bu, kulak misafiri olanların kuantum durumunu kopyalayarak iletişim kuran tarafları aldatamayacaklarının teorik temelidir.
Bu, kuantum şifreli iletişimin geleneksel hesaplama karmaşıklığına dayanmadığı ve hesaplama gücünün artmasıyla kırılamayacağı anlamına gelir.
Gönderici ve alıcı, bu fotonların, kuantum ölçümü yoluyla iletim işlemi sırasında bir kulak misafiri tarafından yakalanıp yakalanmadığını tespit edebilir.Gizli dinleme onaylandıktan sonra, işlemin güvenliğini sağlamak için iletilen anahtar veya bilgi atılacaktır.
"Beni yakaladın mı? Zehri yuttum ve balık öldü ve ağ kırıldı, inan ya da inanma?"
"Dağ Yolunda Onsekiz Viraj" ın Klasik Kuantum Anahtar Dağıtım Stratejisi
Kuantum "güçlü ve inatçıdır." Liderlerle "körü körüne komuta" ile karşılaşırsanız, güvenilmez stratejiler formüle etmenin faydası yoktur.
Kodlama, iletim ve kod çözme sürecinde, devrimci yoldaşlarımızın ellerine başarıyla ulaşmak için kuantum anahtarı ne tür bir yol izliyor?
Belki aklınızda şu resim ortaya çıktı: yoldaşımız giyindi, 20 sokak arasında yürüdü, takipçilerden kurtuldu, arkasını döndü ve küçük bir binaya girdi, sonra tekrar kıyafetlerini değiştirdi, gizli arka kapıdan tekrar çıktı. Hedefe ulaşmak için "dağ yolunda onsekiz viraj".
Kuantum anahtarların dağıtımı bundan daha karmaşık olabilir. Xie Chongjin'e göre, bilimsel toplulukta birkaç klasik çözüm var:
1. BB84 programı:
a) 4 kuantum durumu, 2 set ortogonal ölçüm temeli;
b) Gönderen, gönderilecek kuantum durumunu rastgele seçer ve alıcı, ölçmek için ölçüm tabanını rastgele seçer;
c) Bir veri setini gönderdikten ve ölçtükten sonra alıcı, gönderene her seferinde hangi ölçüm tabanını kullandığını söyler;
d) Gönderen hangi devletleri gönderdiğini açıkça bildiğinden, alıcının yanlış ölçüm tabanını mı yoksa doğru ölçüm tabanını mı seçtiğini de bilir, alıcıya doğru ölçüm tabanının sonuçlarını açık kanaldan tutmasını söyler.
2. B92 programı:
İki normal olmayan durum, BB84 şemasının sürecini basitleştiren kuantum anahtar dağılımını başarabilir.B92 şemasında, iletişim kuran taraflar, ölçüm esasını karşılaştırmadan hangi sonuçları tutacaklarını bilebilir. Klasik iletişim kurtarılır, ancak aktarım verimliliği yarı yarıya azalır ve sonuçların% 75'i atılır. Bu nedenle pratik uygulamalar açısından BB84 programı daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
3. E91 programı:
Ayrı ayrı ölçmek için Alice ve Bob'a bir çift dolaşık parçacığı gönderin. İki kişi tarafından seçilen ölçüm tabanları aynı olduğunda, Alice, Bob'un ölçüm sonuçlarını kendi ölçüm sonuçlarından çıkarabilir, böylece ikisi Aynı anahtar, dolaşık durumların veri aktarımı için kullanılabileceği ilkesi arasında kurulur.
Bir kulak misafiri varsa Eve, ölçüm çökmesi ilkesine göre, ölçüm davranışı kesinlikle partiküllerin dolanmasını yok edecektir, bu nedenle güvenlik testi dolanma testine dönüştürülür.
E91 şeması, dolanma özellikleriyle belirlenen BB84 ve B92 şemalarından daha yüksek güvenlik sağlar. Ancak dezavantajı, bir kuantum ışık çifti hazırlamak için iki set ölçüm tabanı olması ve zahmetli bir doğrulama işleminin gerekli olması ve iletim verimliliğinin% 25'i geçmemesidir.
Yukarıdaki üç temel dağıtım şemasından bağımsız olarak, altyapı inşasına bağlıdır: anahtar dağıtım ağı teknolojisi.
Şu anda, kuantum anahtar dağıtım ağ düğümlerinin farklı uygulama yöntemleri üç kategoriye ayrılabilir: Birinci kategori, düğümler olarak güvenen taraflardan oluşan bir ağdır, ikinci kategori, düğümler olarak optik cihazlardan oluşan bir ağdır ve üçüncü kategori, Kuantum tekrarlayıcılardan veya kuantum röle düğümlerinden oluşan bir ağ.
Leifeng.com öğrendi:
-
Birincisi: Ağ yapısı, her bir düğümün güvenilir olmasını gerektirir, çünkü iletilen bilgiler (anahtar veya önemli bilgiler) herhangi bir düğümün belleğinde saklanacaktır. Bu nedenle, bu tür bir ağ, her iletişim bağlantısının güvenliğini garanti eder, ancak hala var olan güvenlik darboğazı, güvenilen düğümün güvenliği ve güvenilirliğidir.
-
İkinci tip: Ağ modeli, anahtar dağıtımının güvenlik mesafesini uzatamaz.Aynı zamanda optik düğümün neden olduğu ekleme kaybı güvenli iletim mesafesini kısaltır Ağdaki düğüm sayısı arttıkça ekleme kaybı artar. Bu nedenle, pasif optik cihazlardan oluşan kuantum anahtar dağıtım ağı sistemi, bir metropol alanı için uygundur.
-
Üçüncü tip: farklı dolaşık fotonlar, kuantum düğümünde dolanma alışverişi yapar, böylece kuantum düğümü, iki bitişik düğüm arasında gönderilen fotonları daha uzun bir iletim kanalına bağlar.Ancak, kuantum depolama ve dolaşıklık saflaştırmanın olgunlaşmamış teknolojisi nedeniyle, Program halen temel araştırma aşamasındadır.
Alibaba Cloud ve e-ticarette kuantum şifreli iletişim pilotu
Alibaba, teknik çay partisinde kuantum şifreli iletişime yaptığı teknik yatırımı ilk kez açıkladı:
Teknolojik yeniliklerimiz arasında kuantum anahtar yönetimi, ağ bant genişliği yönetimi ve kuantum iletişim ve bulut bilişim sistemlerinin entegrasyonu bulunmaktadır. Teknolojik buluşlar arasında çeşitli protokoller arasında işbirliği, ağ ekipmanı ve kuantum iletişim ekipmanının entegrasyonu ve birleşik yönetimi bulunur.
Alibaba ayrıca kuantum güvenlik teknolojisini artık bir yetenek olarak gördüklerini ve bulut bilişim ile organik kombinasyonun, kuantum güvenlik teknolojisinin yetenek kaynaklarını hizmetler biçiminde sanallaştıracağını ve pahalı fiziksel kaynakları esnek bir şekilde paylaşılan bir kaynağa dönüştürebileceğini söyledi. Yol kullanıcılara sağlanır. Ek olarak, kendi kendine araştırılan ve geliştirilen kuantum güvenlik yönetimi platformu, müşterilerin farklı ihtiyaçlarını çeşitli biçimlerde karşılamak için kuantum güvenlik teknolojisi yeteneklerini platform haline getirecek.
Alibaba, Alibaba Cloud'da kuantum şifreleme iletişim teknolojisini neden ilk kez uyguladı? Ve Leifeng.com'a göre, sadece bulut değil, Alibaba da e-ticaret alanında deneylere sahip.
Xie Chongjin, bulut bilişim çağında iletişim güvenliğinin özellikle önemli hale geldiğini söyledi. Üstelik Alibaba, e-ticaret, bulut bilişim ve İnternet finansını ana işi olarak entegre eden bir teknoloji şirketidir.Her işletme doğal olarak daha yüksek güvenlik gereksinimlerine sahiptir.Kantum iletişim teorisinin mutlak güvenliği nedeniyle, bulut bilişimini büyük ölçüde güçlendirebilir. Veri gereksinimleri.
Ek olarak, daha önce de belirtildiği gibi, 30 Temmuz 2015'te Alibaba ve Çin Bilimler Akademisi, kuantum alanında uzun vadeli işbirliği için ortak bir mutabakat mektubu imzaladı. Lei Feng.com, Çin Bilimler Akademisi'nin mevcut araştırma sonuçlarında, otonom yönlendirme ve dağıtımı gerçekleştirebilen bir kuantum yönlendirici oluşturmak için dalga boyu bölmeli çoklama cihazlarını kullanan dört kullanıcılı bir yıldız kuantum kriptografik ağın önerildiğini fark etti.
Xie Chongjin
Teknik çay konuşmasında Leifeng.com, Xie Chongjin ve Alibaba kıdemli uzmanı Shi Xi'den şunları doğrulamasını istedi: Ali ile Çin Bilimler Akademisi arasındaki işbirliği şekli nedir? Kuantum şifreli iletişim teknolojisi Alibaba Cloud'a ulaştığında, Alibaba Mart ayında çevrimiçi bir iş bankasının pilot vakasını tanıttı. Öyleyse aslında, çevrimiçi ticari bankaların maliyeti azaldı mı?
Xie Chongjin, Çin Bilimler Akademisi ile mevcut işbirliğinde, ön araştırmaya ek olarak, Ali'nin temel olarak kuantum şifreli iletişim için temel ekipman üretmek üzere Çin Bilimler Akademisi'nden ilgili teknolojileri satın aldığını ve "ekipmanın çok pahalı olduğunu" açıkladı. Shi Xi, İnternet Ticaret Bankası'nın pilot çalışmasında, kuantum güvenlik teknolojisi yetenekleri paylaşılan bir kaynak olan bulutta konuşlandırıldığı için mevcut maliyetin gerçekten yüksek olduğunu, ancak amortisman sonrası maliyetin görece "o kadar yüksek olmadığını" söyledi.
Bununla birlikte, daha sonraki alışverişlerde, Alinin uzmanları bunun aslında maliyetin şu anda azaltılmasının zor olmasından ve pilot işbirliği biriminin geçici olarak bir çevrimiçi ticaret bankasıyla sınırlı olmasından kaynaklandığını da kabul ettiler. Ancak Ali, bir gün kuantum şifreli iletişimin bir bilgi altyapısı haline gelebileceğini ve kuantum iletişiminin büyük ölçekli ticari gelişimini destekleyebileceğini umuyor.
Alibaba ayrıca şu ana kadar kuantum iletişimiyle ilgili düzinelerce patent olduğunu duyurdu.Patentler, QKD algoritması uygulaması, sistem mimarisi, QKD ve bulut bilişim uygulamaları, kuantum iletişim bulut hizmetleri ve kuantum iletişimi ve güven dahil olmak üzere teknik konuları kapsıyor. Hesaplama ve diğer yönlerin kombinasyonu.
Bu patentler arasında Ali'nin fiili ticari denemelerinde hangileri kullanılıyor? Spesifik teknik avantajlar nelerdir?
Ali uzmanları Leifeng.com'a doğruladı, Bu denemede bazı patentlerin uygulandığı doğrudur, ancak ayrıntılar, patentler üç ay içinde yayına girene kadar bilinmeyecektir.
Editörün Notu
Antik Yunan matematikçi Hiro, birinci yüzyılda buhar makinesinin ilkel buhar motorunu icat ettiğinde, insanlar endüstriyel medeniyetin ne olduğunu bilmiyordu.
Bilim adamları ve sanayiciler, tuğlaları ve fayansları ayaklarının altında tutmak için çok çalışana ve Watt sonunda endüstriyel buhar motorunu icat edene ve sisin içinde bir kapının açıldığını net bir şekilde görebilene kadar değildi.
Tarih tersine çevrilebilirse, her adımın anlamını bileceğiz.
Kuantum bilgisayarlar, belki de o yılların endüstriyel buhar motorları gibi, bir sonraki kapıyı açmanın anahtarıdır.
Şu anda, kuantum bilgisayarların ne zaman ortaya çıkacağını ve ortaya çıksalar bile, ne zaman ticari olarak temin edilebileceklerini tahmin edemiyoruz?
Daha pratik ve beklenen şey, kuantum iletişim teknolojisinde Alibaba'nın kuantum şifreleme iletişim teknolojisini Alibaba Cloud ve e-ticaret ile birleştirmesi, böylece hayal gücümüz için daha fazla yerimiz olması.
Burada atılan adım bundan daha anlamlı olabilir.
