量子密码技术在网络支付平安中的应用

量子密码技术在网络支付平安中的应用

[摘要] 本文要紧介绍量子密码技术的显现、大体原理,和在网络支付平安中的应用。

[关键词] 网络支付 信息平安 量子计算 量子密码

目前电子商务日趋普及,电子货币、电子支票、信誉卡等综合网络支付手腕已经取得普遍利用。在网络支付中,隐私信息需要避免被窃取或盗用。同时,定货和付款等信息被竞争对手得悉或窜改还可能丧失商机等。因此在网络支付中信息均有加密要求。

一、量子计算

随着运算机的飞速进展，破译数学密码的难度也在降低。假设能对任意极大整数快速做质数分解，就可破解目前普遍采纳的RSA密码系统。可是以传统已知最快的方式对整数做质数分解，其复杂度是此整数位数的指数函数。正是如此巨额的计算复杂度保障了密码系统的平安。

只是随着量子运算机的显现,计算达到超高速水平。其潜在计算速度远远高于传统的电子运算机，如一台具有5000个左右量子位(qubit)的量子运算性能够在30秒内解决传统超级运算机需要100亿年才能解决的问题。量子位可代表了一个0或1,也可代表二者的结合,或是0和1之间的一种状态。依照量子力学的大体原理,一个量子可同时有两

种状态,即一个量子可同时表示0和1。因此采纳L个量子可一次同时对2L个数据进行处置,从而一步完成海量计算。

这种对计算问题的描述方式大大降低了计算复杂性，因此成立在这种能力上的量子运算机的运算能力是传统运算机所无法相较的。例如一台只有几千量子比特的相对较小量子运算机就能够破译现存用来保证网上银行和信誉卡交易信息平安的所有公用密钥密码系统。因此，量子运算机遇对此刻的密码系统造成极大要挟。只是，量子力学同时也提供了一个检测信息互换是不是平安的方法，即量子密码技术。

二、量子密码技术的原理

从数学上讲只要把握了适当的方式任何密码都可破译。另外，由于密码在被窃听、破解时可不能留下任何痕迹，用户无法发觉，就会继续利用同地址、密码来存储传输重要信息，从而造成更大损失。但是量子理论将会完全改变这一切。

自上世纪90年代以来科学家开始了量子密码的研究。因为采纳量子密码技术加密的数据不可破译，一旦有人非法获取这些信息,利用者就会当即明白并采取方法。不管何等伶俐的窃听者在破译密码时都会留下痕迹。更惊叹的是量子密码乃至能在被窃听的同时自动改变。毫无疑问这是一种真正平安、不可窃听破译的密码。

以往密码学的理论基础是数学，而量子密码学的理论基础是量子力学，利用物理学原理来爱惜信息。其原理是“海森堡测不准原理”

中所包括的一个特性，即当有人对量子系统进行偷窥时，同时也会破坏那个系统。在量子物理学中有一个“海森堡测不准原理”,若是人们开始准确了解到大体粒子动量的转变，那么也就开始丧失对该粒子位置转变的熟悉。因此若是利用光去观看大体粒子,照亮粒子的光(即便仅一个光子)的行为都会使之改变线路,从而无法发觉该粒子的实际位置。从那个原理也可知，对光子来讲只有对光子实施干扰才能“看见”光子。因此对输运光子线路的窃听会破坏原通信线路之间的彼此关系,通信会被中断,这事实上确实是一种不同于传统需要加密解密的加密技术。在传统加密互换中两个通信对象必需事前拥有一起信息——密钥，包括需要加密、解密的算法数据信息。而先于信息传输的密钥互换正是传统加密协议的弱点。另外,还有“单量子不可复制定理”。它是上述原理的推论,指在不明白量子状态的情形下复制单个量子是不可能的,因为要复制单个量子就必需先做测量,而测量必然会改变量子状态。依照这两个原理,即便量子密码不幸被电脑黑客获取,也会因测量进程中对量子状态的改变使得黑客只能取得一些毫无心义的数据。 量子密码确实是利用量子状态作为信息加密、解密的密钥，其原理确实是被爱因斯坦称为“神秘远距离活动”的量子纠缠。它是一种量子力学现象，指不论两个粒子间距离有多远，一个粒子的转变都会阻碍另一个粒子。因此当利用一个特殊晶体将一个光子割裂成一对纠缠的光子后，即便相距遥远它们也是彼此联结的。只要测量出其中一个被纠缠光子的属性，就容易推断出其他光子的属性。而且由这些光子产生的密码只有通过特定发送器、吸收器才能阅读。同时由于这些