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“绝对安全”的梦想与困境
在人类社会里,人们总是不断地相互交换信息.古代的烽火台告警、金鼓、旌旗和驿马传令,近现代的电话、电报、传真、电视、数据传输,甚至人工智能等,都是信息传递的不同方式.
什么是通信?概括地说,就是用某种方法,通过某种媒质,将消息从一地传到另一地.现在所指的通信,主要是指“电气通信”,即利用“电”来传送消息.自十九世纪三十年代莫尔斯发明电报以来,“电”通信获得了非常广泛的发展,相继出现了模拟通信和数字通信.
信息安全的历史发展
古希腊的斯巴达人将一张皮革包裹在特定尺径的棍子上,再写上传递给他人的信息.而信息的接收者只需要有根同等尺径的棍子,收到皮革后再将皮革裹到棍子上就可以读出原始信息.即便这张皮革中途被截走,只要对方不知道棍子的尺径,所看到的也只是一些零乱而无用的信息.这就是历史上记载的人类最早对信息进行加密的方法之一.
信息的保密性对于人们是十分重要的,20世纪初期,通信安全主要涉及电话、电报、传真等,而在此过程中存在的安全问题主要是在信息交换阶段,因此,对安全理论和技术的研究更侧重于密码学.
20世纪60年代,半导体和集成电路技术得到了飞速发展,这些技术的飞速发展推动了计算机软硬件的发展,单纯靠复杂的密码已经无法满足保密的要求,而且计算机和网络技术的应用进入了实用化和规模化阶段,人们对安全的关注已经逐渐扩展为以保密性、完整性和可用性为目标的信息安全阶段.
20世纪80年代,由于互联网技术飞速发展,信息无论是对内还是对外都得到极大开放,而由互联网产生的信息安全问题跨越了时间和空间,因此信息安全的焦点已经不仅仅是传统的保密性、完整性和可用性三个原则了,它还由此衍生出了诸如可控性、抗抵赖性、真实性等其他的原则和目标,信息安全也转化为从整体角度考虑其体系建设的信息保障阶段.
21世纪,信息安全由主机的安全技术发展到了网络的安全,从单层次的安全发展到了多层次立体的安全,从个人信息安全发展到了国家信息安全.美国战略和国际问题研究中心发布的数据显示,网络犯罪每年给全球带来高达4450亿美元的经济损失.
通信安全的隐患
安全通信是人类的夙愿.从摩斯电码到电报、传真,从移动电话到网络通信,通信技术的发展也带来了通信安全的隐患.
传统的有线通信存在的安全隐患有网络监听、数据篡改、欺骗、中间人攻击、密码破解、缓冲区溢出等.当前大部分信息安全系统主要是由防火墙、入侵监测、病毒防范等组成,这些常规的安全手段只能是在网络层（IP）以共享信息资源为中心,在外围对非法用户和越权访问进行封堵,以达到防止外部攻击的目的,对共享资源的访问者源端不加控制.操作系统的不安全导致应用系统的各种漏洞层出不穷,且恶意用户的攻击手段越来越高明,防护者只能将防火墙越“砌”越高、入侵检测越做越复杂、恶意代码库越做越大,从而导致误报率增多、安全投入不断增加,维护与管理变得更加复杂和难以实施,信息系统的使用效率大大降低.
随着科技发展的不断推进,无线传输渐渐替代了有线传输.无线通信带来了更大的便捷性,但随之产生的安全隐患也更为显著.区别于有线通信,无线通信存在的安全隐患有：首先,由于无线连接网络的开放性与共享性,用户在通信过程中传递的数据信息有被不法者窃听窃取的危险；其次,不法分子利用其手段,伪装为合法者,顺利进入网络资源中心,擅自破坏与操控网络系统,或者非法入侵及窃取隐藏资源,导致运营者的资源外泄；再次,不法者可攻入无线通信系统,截获用户数据信息,篡改数据,并散布虚假信息对用户进行诈骗；最后,由于不法者对用户隐私的侵犯,导致用户个人信息以及用户行踪或消费等个人隐私不断泄露.
相对的通信安全
有两种方法可以提供安全的通信：第一种是保证传输介质的物理安全,就是使任何人都不可能在传输介质上接上自己的窃密线或进行窃听.例如,用一种简单的（但很昂贵）高技术加压电缆,可以获得通信线路上的物理安全.第二种是加密重要数据.加密也可提高终端和网络通信的物理安全.通信数据加密常常不同于文件加密,加密所用的方法不应降低数据的传送速度.
绝对的通信安全
从理论上来说,传统的数学计算加密方法都是可以破译的,再复杂的数学密钥也可以找到规律.传统上,第一台电子計算机被认为是美国的E-NIAC,但它并不是用于破译密码的.本文所说的第一台现代计算机指的是英国的“Colossus”,是专用于破译恩格玛密码机的,也就是说,第一台现代计算机是为破解复杂的数学密码而诞生的.随着计算机的飞速发展,破译数学密码的难度也逐渐降低,信息安全面临的挑战随之上升.幸运的是,量子理论为人类追求信息的绝对安全打开了一扇窗.
物理上,量子通信可以被理解为在物理极限下,利用量子效应实现的高性能通信.而量子通信是量子信息学的一个重要分支,是量子信息中研究较早的领域.量子通信具有绝对保密、通信容量大、传输速度快等优点,可以完成经典通信所不能完成的特殊任务.量子通信可以用来构建无法破译的密钥系统,因此量子通信成为当今世界关注的科技前沿.量子通信是以量子态作为信息元实现对信息的有效传送.它是继电话和光通信之后通信史上的又一次革命.
量子通信系统的问世,重新点燃了建造“绝对安全”通信系统的希望.通向“绝对安全通信”这个千百年来人类梦想大道的入口,在量子物理的指引下,又重新进入公众的视野之中.
量子通信：从线路到网络
量子通信技术的实用化,要求如同现在的经典通信一样,在一定的范围构建通信网络,满足大量用户的通信需求.基于成熟的光纤量子通信技术,目前已经可以建造简单的量子通信网络.国内外已经建设了为数甚多的量子通信技术验证网络.
美国BBN公司、哈佛大学和波士顿大学从2002年开始联合建造DARPA网络.根据2005年公布的信息,该网络实际实现的最好技术指标是在BBN至Harvard这条长10.2公里的线路上达到了大约1kbps的安全成码率,误码率在3%左右.根据2012年度DARPA发布的报告,2009年DARPA已经完成了“国防部感兴趣的”城域量子保密通信实验网络的建设（Quantum Information Science项目）,并且在该项目里演示了远距离量子通信所必须的量子中继器.2010年起,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室秘密构建了城域量子通信网络,直到2013年才公布.有资料显示,美国航空航天局（NASA）正计划在其总部与喷气推进实验室（JPL）之间建立一个直线距离600公里、光纤皮长1000公里左右的包含10个骨干节点的远距离光纤量子通信干线,并计划拓展到星地量子通信.
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参考文献：
1、 70后院士潘建伟:纠缠于量子通信梦 在2016年1月8日举行的全国科学技术奖励大会上，1970年出生的中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟作为唯一获奖代表发言。由他领衔的“多。
2、 信息通信安全技术应用 摘 要：伴随着信息时代的到来和我国经济的快速发展，通信技术的运用和发展使得世界出现了翻天覆地的变化，通信技术一方面使人们的生活更加方便，另外一方。
3、 数据加密技术在计算机网络通信安全中应用 [摘 要]近年来，随着网络技术的迅速发展，信息技术开始在各行各业之中广泛使用，其便捷性极大提高了生产效率，提高了我国经济发展的速度，更是催生了互。
4、 无线局域网通信安全机制 [摘 要]无线局域网技术的普遍应用给人们带来了诸多便利。本文首先介绍了无线局域网中的身份验证等机制，然后分析了当前无线局域网通信中，由于传播介质。
5、 混沌通信中通信安全防护 [摘 要] 网络通信是现今最流行、最重要的信息沟通交换方式，但由于目前通信网络的设备结构、终端操作及设备系统等方面存在着诸多的问题，这些问题严重。
6、 量子通信应用于核心金融信息领域 摘要：量子保密通信因其具备理论上无条件安全的特性，已经在政务、国防、金融等安全领域逐步得到了关注和应用。本文阐述金融信息数据安全领域中应用量子密。