電子商務(wù)數(shù)據(jù)的量子加密的可行性研究

[摘 要] 在電子商務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，商務(wù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和安全性非常重要，這些數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳送或存儲(chǔ)的過(guò)程中要保證不能被他人竊取，不能被披露或泄露給未經(jīng)授權(quán)的個(gè)人或組織。未來(lái)，從加密領(lǐng)域誕生的終極技術(shù)可能是量子電腦，它將具有超強(qiáng)的解碼能力，而要避免密碼遭破解的惟一方法，就是使用量子加密技術(shù)。

[關(guān)鍵詞] 電子商務(wù) 破解 量子加密

眾所周知，在電子商務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，商務(wù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和安全性非常重要，這些數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳送或存儲(chǔ)的過(guò)程中要保證不能被他人竊取，不能被泄露或披露給未經(jīng)授權(quán)的個(gè)人或組織。通常情況下網(wǎng)上購(gòu)物需要網(wǎng)上銀行來(lái)支付，網(wǎng)上銀行已越來(lái)越深入百姓的日常生活，但網(wǎng)上銀行的安全問(wèn)題也是大家所關(guān)心的，目前各銀行的網(wǎng)上銀行都具備符合標(biāo)準(zhǔn)的安全系統(tǒng)及措施，傳送的數(shù)據(jù)使用了復(fù)雜的加密技術(shù)，確保客戶權(quán)益能得到充分保障，網(wǎng)上銀行的防范措施是很嚴(yán)密的，但到目前，無(wú)論哪家銀行都不能保證自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是永遠(yuǎn)百分之百安全的。

在現(xiàn)代社會(huì)，不管是日常生活還是商業(yè)運(yùn)營(yíng)，加密技術(shù)越發(fā)凸顯其重要性。目前可以實(shí)現(xiàn)的常見加密算法有DES、3DES、IDEA、RSA、DSA、AES、BLOWFISH、MD5等。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，大量的信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，這給目前常用的加密技術(shù)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，量子計(jì)算機(jī)可以輕易的破譯以往認(rèn)為非常難以破譯的加密，所以發(fā)展新的加密技術(shù)就顯得格外重要，量子加密就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。

1989年在IBM的實(shí)驗(yàn)室里，班奈特和他的同事根據(jù)量子力學(xué)的原理，展示了一種新的密碼技術(shù)：量子加密。他們讓光子在一個(gè)盒子里走了30公分，光子偏振化的方向，代表一連串的0和1。根據(jù)量子力學(xué)的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，當(dāng)我們?cè)跍y(cè)量光子的某個(gè)性質(zhì)時(shí)，會(huì)使光子的其它性質(zhì)受到擾動(dòng)。在量子密碼系統(tǒng)里，任何竊取者在偷看光子束時(shí)都會(huì)擾動(dòng)到它，從而被發(fā)送者或接收者察覺(jué)到。原則上，這種技術(shù)可以做出無(wú)法破解的數(shù)據(jù)。

從2003年起，瑞士日內(nèi)瓦的id Quantique以及美國(guó)紐約市的神奇量子科技，都發(fā)表了可以傳送量子加密數(shù)據(jù)的商品，除此之外，IBM、富士通以及東芝等也正在加緊研發(fā)。這些上市的產(chǎn)品，借著一條光纖便可將數(shù)據(jù)傳送到幾十公里以外的地方。神奇量子科技的產(chǎn)品每個(gè)售價(jià)7萬(wàn)美元～10萬(wàn)美元。

密碼專家希望最終能夠研制出某種形式的量子中繼器，它本質(zhì)上就是量子電腦的一種基本型式，可以克服距離的限制。中繼器能運(yùn)作，靠的是愛(ài)因斯坦著名的“幽靈般的超距作用”。在2004年8月19日的《自然》雜志上，奧地利維也納實(shí)驗(yàn)物理研究院的柴林格和同事發(fā)表了中繼器的初步成果，他們?cè)诙噼Ш拥椎南滤览锢艘粭l光纖，兩端則放置了“纏結(jié)”的光子。測(cè)量其中一個(gè)光子的偏振狀態(tài)，會(huì)使另一端的光子立即產(chǎn)生一模一樣的偏振方向。

美國(guó)西北大學(xué)和BBN科技公司合作，試驗(yàn)成功了世界上第一個(gè)真實(shí)的量子密碼數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)?？茖W(xué)家們結(jié)合了量子數(shù)據(jù)加密術(shù)（QDE）和量子密鑰分配術(shù)（QKD），建成了一套完整的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它對(duì)竊聽具有極高的保密性。此通信系統(tǒng)的試驗(yàn)成功依賴于傳統(tǒng)的算法和物理原理。QDE方法，也稱為αη，利用了激光中固有的不可消除的量子噪聲來(lái)加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，并且使竊聽變得非常困難。αη與其他的物理加密術(shù)方法不同，它保留了傳統(tǒng)的通訊系統(tǒng)的性能，而且能與標(biāo)準(zhǔn)的光纖網(wǎng)絡(luò)兼容。西北大學(xué)的研究人員們以前研究了很多量子密碼術(shù)與傳統(tǒng)光學(xué)通訊系統(tǒng)的兼容性，最終在傳統(tǒng)的分波多元光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)明了αη系統(tǒng)。但是在αη系統(tǒng)中，需要事先在通訊雙方之間約定密鑰。

2007 年10月12日，瑞士日內(nèi)瓦州政府表示，為確保該州選舉投票結(jié)果的公正性，選舉結(jié)束后，投票結(jié)果將使用量子加密技術(shù)于10月21日傳送到日內(nèi)瓦市。工作人員將使用由id Quantique公司提供的一臺(tái)電腦來(lái)?yè)舸蚬庾樱⒀刂粭l光纜線路傳送到62英里之外的接收器中。如果有人想竊聽這條線路，必須在中途攔截光子，即意味著被攔截光子不能到達(dá)目的地，工作人員便可了解已經(jīng)有人在竊聽。

量子密碼技術(shù)至今已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)展?，F(xiàn)在美國(guó)國(guó)防部和聯(lián)邦儲(chǔ)備銀行已經(jīng)在小范圍內(nèi)使用了量子密碼系統(tǒng)，不過(guò)目前的量子密碼技術(shù)僅限在地區(qū)性的網(wǎng)路上，以后可能會(huì)有更大的推廣使用。未來(lái)，從加密領(lǐng)域誕生的終極技術(shù)可能是量子電腦，它將具有超強(qiáng)的解碼能力，而要避免密碼遭破解的惟一方法，就是使用量子加密技術(shù)。

量子加密技術(shù)是一種新的技術(shù)，也是一個(gè)正在發(fā)展的技術(shù)，它吸引了很多科學(xué)家，包括物理學(xué)家、化學(xué)家，還有信息處理，包括計(jì)算機(jī)科學(xué)的專家來(lái)研究這個(gè)領(lǐng)域的問(wèn)題，因?yàn)樗潜容^新的技術(shù)，最終這門學(xué)科發(fā)展到怎樣的地步還不清楚。如果我們把量子加密和公共鑰匙加密（一種加密體制）比較一下的話，顯然量子加密，遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上現(xiàn)在公共鑰匙加密系統(tǒng)那樣成熟，量子加密的解決方案還不像公共鑰匙加密這么多。我們?cè)诹孔蛹用芊矫孢M(jìn)展不大，是因?yàn)榱孔蛹用苌婕暗降臄?shù)學(xué)問(wèn)題極其復(fù)雜，比我們傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)計(jì)算問(wèn)題要復(fù)雜得多。

這樣來(lái)看，如果將量子加密技術(shù)應(yīng)用在目前的實(shí)用的電子商務(wù)的系統(tǒng)中，顯然從技術(shù)上還不夠成熟，還沒(méi)有一種成熟的接口可以用量子加密完全替換原來(lái)的加密方案，很多關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)還處在研究階段。況且量子加密需要特殊硬件設(shè)備的支持，這些設(shè)備的費(fèi)用是普通的客戶無(wú)法承受的。但我們也應(yīng)該對(duì)未來(lái)充滿信心，因?yàn)槲覀儺吘拐业搅艘环N絕對(duì)安全的加密技術(shù)，即使它還不夠完美和實(shí)用，它起碼是一個(gè)需要好好研究的有一定希望的方向之一。

參考文獻(xiàn):

[1]王輝著:《光纖通訊》，電于工業(yè)出版社，2004年

[2]曾謹(jǐn)言著:《量子力學(xué)》，科學(xué)出版社，2000年

[3]尼樂(lè)森著 趙千川譯:《量子計(jì)算和量子信息》， 清華大學(xué)出版社，2004年