Quantum-Cryptography

用於 Quantum 密鑰分發的路由器

  • December 9, 2017

據我所知,QKD 需要一個量子通道來發送光子。如果有人測量光子,它們就毫無用處。

聽起來好像 Alice 需要一根光纖電纜一直到 Bob ——或者至少是 Bob 的視線。所以沒有wifi穿牆。

真正使網際網路工作的一件事是在路由器中完成的數據包交換。如果每個發送者都需要一條連接到每個接收者的電纜,那麼網際網路永遠不會如此成功。

對於 QKD,您將如何建構可以將光子從 Alice 路由到 Bob 的路由器?如果 Bob 在大洋中游輪時在毯子下使用他的平板電腦,它們會起作用嗎?

背景

我參加了一些關於量子計算破解目前使用的不對稱密碼的演講。通常展示者會提到量子加密將解決這個問題。展示者提到這一點,好像我們可以使用現有的基礎設施,我覺得這是錯誤的。所以我想知道我是否錯過了一些能夠將 QKD 推廣到每台電腦的明顯方法。

對於 QKD,您將如何建構可以將光子從 Alice 路由到 Bob 的路由器?

我知道解決這個問題的三種可能方法(目前只有一種可行)。

  • 讓路由器在每條鏈路上都有 QKD 系統;所以 Alice 用路由器 1 做 QKD,它用路由器 2 做 QKD,它用 Bob 做 QKD。明顯的問題是路由器 1 和路由器 2 也獲得了密鑰。這顯然不適用於 Internet(您不信任您和 Bob 之間的每個服務提供商),它可能在數據中心(同一個組織執行整個網路,因此確實有一些人信任他們自己的基礎設施。

  • 擁有實際上不測量量子信號的路由器。我聽說過這個的兩個提議的子變體:

    • 一種基於可以超快速移動的鏡子。在這種情況下,當 Alice 想與 Bob 交談時,她會通知路由器,路由器會迅速設置它們的內部鏡像,以便來自 Alice 的光子在路由器 1 上反射到路由器 2,路由器 2 將它們反射給 Bob。現在,這對 QKD 長度限制沒有任何作用,而且我實際上在過去幾年中沒有聽說過這個選項,所以人們可能已經放棄了它。
    • 一種基於量子放大。在這種情況下,路由器 1 將從 Alice 1 獲取光子,並以不破壞量子狀態的方式,將它們轉發給處於某種放大/量子糾錯狀態的 Bob。我們目前不能這樣做;這似乎相當困難(也許並不比建構完整的量子電腦容易得多),而且我不確定他們打算如何繞過“不可複製定理”(該定理指出你不能複制量子態,因此目前還不清楚他們希望如何放大一個)。
  • QKD衛星;在這裡,有一個衛星將糾纏光子對發送到兩個端點(端點使用它們的糾纏光子來就密鑰材料達成一致)。剛剛給出了一個概念驗證,並且有幾個明顯的問題(“每個人都有衛星接收器嗎?你如何在超出衛星範圍的端點之間進行通信?你如何處理只能通信的衛星間歇性(目前:晚上,天氣晴朗,LEO衛星在地平線上)?”

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/53827