2017年9月29日,衔接北京、上海,贯穿济南和合肥全长2000余公里的京沪量子通讯主干网络全线注册。当年,这条头顶光环的“京沪量子通讯干线”承载了国人太多太多的希望。
“2019年前后,量子通讯将会服务于顾客的网上转款和付出。全国性的组网建造将由运营商主导,量子网络规范将树立。2023年有望建成全国量子通讯网。”[1]
现在整整二年过去了,“京沪量子通讯干线”却失掉了耀眼的光荣,现已成了“被媒体忘记的旮旯”。媒体上从未报道过客户在网上转款和付出中运用了量子保密通讯技能,也没有传闻有谁由于用不上量子通讯服务而愁白了头。
据可靠消息泄漏,原计划中的多条跨省量子通讯干线建造现已悉数罢工。中科大的“科大国盾”是全国最量子通讯设备制作龙头企业。依据容诚管帐所出具的《审计报告》(会审字[2019]6719 号),2016年度、2017年度、2018年度、2019年 1-6月,科大国盾的主营业务收入分别为 21,029.28万元、27,248.17万元、25,690.88万元和 2,255.83万元。数据显现,量子通讯工程建造从2016年开端就增加乏力,上一年现已呈现负增加,到了本年居然发生了80%的断崖式暴降!
在数字经济时代,每种有生命力的新技能一旦进入商场,用户数字都是按指数规则增加的,个人电脑、互联网、数码相机、智能手机的生长开展无不遵从这样的普遍规则。为什么只要“量子通讯”反其道而行之,成了商场的弃儿呢?
假如说实践是检验真理的唯一规范,那么商场便是判定工程技能的终究手法。一个工程项目假如没有用户的追捧、没有安稳的收益,那么它被商场无情的扔掉仅仅时刻问题,头顶着“量子”的光环一点用途也没有。
一切已建或在建的量子通讯工程底子不是一种新的通讯技能,量子通讯工程也不是确保通讯安全的独立完好的新的暗码体系,暗码体系的中心是加密算法,量子通讯工程运用的都是传统对称暗码的加密算法。量子通讯工程也与量子羁绊毫无关系,它仅仅运用量子偏振态作密钥分发的一种硬件技能,是对称暗码体系中可有可无的一个子功用,简称“量子密钥分发”技能(QKD)。
QKD的成码率是单位时刻内生成有用的同享密钥总位数。成码率是密钥分发最重要的技能指标,它反响了密钥分发的功率,也决议了该技能的运用规模。现在QKD在百公里间隔上的成码率仅为Kbps量级,而现在光纤数据通讯速率可达Tbps量级,两者相差了9个数量级,也便是十亿倍!
而所谓肯定安全的“量子通讯“又有必要要求“密钥与明文等长”和“一次一密”,也便是说QKD的成码率有必要不低于光纤的数据通讯速率。由此可知,蜗牛般低速的成码率使得量子通讯要为现代化通讯保驾护航永久只能是不切实际的梦想。假如强制运用量子通讯,其成果必定把现在的通讯速度至少下降千万倍!
现在QKD运用的是BB84这个“点到点”的通讯协议,这种点到点的密钥分发技能要求在通讯两边之间树立一条被他们独占的物理通路,这种通讯办法只能运用电路交流协议(Circuit Switching)。电路交流协议与分组交流协议(Packet Switching )从根底原理上冰炭不洽,而分组交流协议是构建现代互联网的根底。这就从底子上断绝了QKD组成现代通讯网络与互联网兼容的可能性,它为互联网通讯安全供给有用的服务也就无从谈起。这是京沪量子通讯干线工程至今未有广泛运用的一个底子原因。
京沪量子通讯干线中运用了三十多个带有严峻安全隐患的“可信中继站”,黑客能够运用这些中继站的计算机体系的安全漏洞建议进犯,也能够在中继站的上百个工作人员中寻觅合作者,黑客经过以上手法盗取密钥比直接破解暗码要简单得多。所以京沪量子通讯干线的安全性要远低于传统通讯干线。
QKD底子不具有工程立项的资历,由于它面临太多难以解决的技能窘境。在这些技能难题中尤以“极低的成码率”、“不能与互联网兼容”和“极不安全的可信中继站”最为严峻,它们便是阻止量子通讯工程建造的三座难以跨越的大山。这儿需求特别强调,量子通讯所面临的这三大技能窘境是被物理原理所决议了的,单靠工程技能的前进是极难获得实质性改动的。
面临上述三大技能窘境,正确的办法应是审时度势,静下心来加强根底研究,应该考虑扬弃三十多年前IBM的BB84协议,创始量子通讯的全新形式方是正路。惋惜我国的量子通讯工程推动者反其道而行之,非要吊死在BB84这棵枯树上,把技能上不成熟又毫无运用价值的BB84协议包装成为工程项目,彻底置工程的实用性、可行性、必要性和经济效益于不管,这样的比如实属稀有。
为了掩盖量子通讯的三大技能窘境,就转移视线)“量子通讯的无条件安全性是能够用数学证明的”;2)“只要量子通讯能够解救公钥暗码危机。”
这两个神话故事就成了抵挡量子通讯批判质疑的盾牌。神话故事背面的潜台词便是:尽管量子通讯工程有许多技能妨碍,但它理论上是无条件肯定安全的,“一好遮百丑”,一切的技能缺点只能迁就吧;尽管量子通讯并不具有工程建造的可行性,但传统暗码的天空都要塌了,甭多想了先上工程再说吧。这两个神话误导了许多人、也欺骗了很长时刻,现在该是揭穿其本相的时分了。
“QKD的无条件安全性是能够用数学证明的”实际上来自两个彻底独立的出题:“QKD的物理进程能够笼统出一个数学模型”,“QKD的数学模型的无条件安全性是能够用数学证明的”。而“QKD无条件安全性能够用数学证明的”是由前两个出题凑集出来的一个新出题,它不是三段论逻辑推演的成果,即便前两个出题都是真出题,也不能确保这个新出题便是真出题。
事实上到现在为止,QKD的笼统数学模型的无条件安全的证明一直是有争议的[3][4]。退一万步,即便QKD的笼统数学模型将来被证明是无条件安全的,也不能证明QKD实在的物理进程是无条件肯定安全的,由于数学模型不等于实在的物理进程。不管数学模型做得多完美,它只可能是实在国际的部分和近似的反映,对模型的任何剖析和证明只能是实在国际特性的近似成果。
从暗码学原理可知,QKD只能为确认的“熟人”之间分发一个同享密钥,本质上它仅是对称暗码中密钥分发的一种选项。公钥暗码由于运用公钥、私钥两个密钥,所以才能为互联网千千万万“非熟人”之间分发密钥,而且还能够完结用户认证、数字签名等多种重要功用。而这些确保互联网通讯安全的重要功用都是量子通讯底子无力担任的。即便明日量子计算机与太阳一起升起,公钥暗码的天塌下来,“量子通讯”是底子不顶用的,唯有丢人现眼的份。
“量子通讯的无条件安全性是能够用数学证明的”、“只要量子通讯能够解救公钥暗码危机”是两个毫无科学依据的神话故事,“极低的成码率”、“不能与互联网兼容”和“极不安全的可信中继站”是量子通讯工程无法跨越的三座大山。假造和宣扬这两个虚伪的神话故事意图是为了掩盖量子通讯面临的实实在在难以解决的三大工程窘境。虚伪的神话故事与实在的工程窘境是硬币的双面。量子通讯面临的工程窘境越是严格实在,走入歧途的工程推动者越发需求依靠虚幻的神话去掩盖自己的窘态;神话故事越是虚伪古怪,只能阐明故事的编导者面临的窘境太实在太严格了,他们除了哄人骗己没有任何其它的有用对策。
“假作真时真亦假,骗的多是吃瓜人。”京沪量子通讯工程竣工已有二年,上述三大技能窘境一个也没有得到解决。量子通讯工程失掉自愿付费的忠诚用户群,现在只剩下各级政府买单了。工程的出资费用就别提了,估量现在连日常运营保护都无法自理。整整二年过去了,没有经济效益、没有铁杆用户的京沪量子通讯工程被商场无情地扔掉是必定的下场。
京沪量子通讯工程建成注册后的二年中,对该工程项意图批判质疑从未中止过。仅我一人就撰写了量子通讯工程批判文章二十多篇,其间近十篇在媒体上以实名揭露宣布。令人欣慰的是,全国性量子通讯工程项目现已喊停,纠错止损总算迈出了第一步。过错和波折自身并不可怕,重要的是知道过错、肃清错误和吸取教训,这才是真实负责任的科学态度。