波尔说过,如果有人在第一次听到量子理论的时候,没有感到恼火,说明他根本没有听明白。
这句话说明了和量子有关的一切都变得复杂、反常识、反直觉,也就是不好理解。
下面的电影图片只是增加一些课堂前的放松,下面的内容依然非常烧脑,请不要因为娱乐而失去了严肃性。希望我们团结紧张,希望气氛严肃活泼。
电影中总是出现窃听的情节,正派反派都在用,只是电影中的密码学比较简单,也就是高性能军用的窃听器而已,而反侦察一般是怀疑后,拿着探测器去找,这是非常弱鸡的做法,如何反窃听?最好的反窃听就是,一旦有人窃听,我立即知道有人窃听了。下面我们讲的就是这样一个方法,而且是目前人类最高端的玩儿法:量子通讯。
因Curve事件引发抢跑,今日产生以太坊史上最大MEV奖励区块:金色财经报道,以太坊核心开发者、EIP-1559联合作者eric.eth在社交媒体上称,今天产生了以太坊历史上一些最大的MEV奖励区块。其中,Slot 6,992,273: 获得584枚ETH奖励;Slot 6,993,342: 获得345枚ETH奖励;Slot 6,992,050: 获得247枚ETH奖励;Slot 6,993,346: 获得51ETH奖励。
eric.eth称, curve发生黑客攻击/漏洞利用。一个机器人注意到内存池中有黑客入侵,复制了tx并在前面运行。为此,他们向区块生产者支付大量ETH,以实现抢跑。[2023/7/31 16:08:28]
前面的文章讲了很多很多的加密,但是有一个问题没有解决,就是通信问题,钥匙复杂到让别人很难破解是一回儿事儿,比如恩尼格玛机加密;整体的安全性是另外一回事儿,比如这个加密的钥匙被别人知道了,这个人是接收者以外的人。
回顾密码学的基本原理
A想传输一个词给B,于是她想到了之前文章学到的移位替换加密法,比如这个单词是btc,“字母加一”就是cud,没有什么含义或者说真实的含义不是原文的含义。
Btc这个词就是原文或者明文,而实际输出的文字就是密文。秘钥是什么呢?字母加一,对于收到信息的Bob就知道了这个秘钥,于是他对cud每个字母减一,就得到了原文BTC,这样的话就是解密了。
传输的东西叫做钥匙,这个秘钥理论上是存在可以破解的可能的,即使是现在破解不了的钥匙,如果钥匙被人窃听了,也是会直接破解。
Messari前主管:DeFi将创造一些历史上最快的独角兽:Messari前主管、股票及加密货币交易员Qiao Wang发推称,DeFi将创造一些历史上最快的独角兽。因为每个项目都是建立在彼此之上的,每个项目都站在巨人的肩膀上。[2020/9/15]
所以密码学有两块内容:秘钥和传递秘钥。这两个都安全,才是真正的安全。
?如果有一种措施,只要别人窃听了你的秘钥,在窃听后,钥匙就变了,那这个传输就会非常安全。
量子通讯
这是一个非常复杂的问题,我们今天只是讲述下量子通讯中的量子秘钥分发机制,不涉及量子纠缠以及量子计算。这种机制最早的是BB84协议,是量子密码学中第一个密钥分发协议,由Bennett和Brassard在1984年提出,也是使用和实验最多的量子密钥分发方案之一。
这种协议要实现有两个通道,经典通道和量子通道。经典通道是保证收发信息双发的信息交流的,比如email、电话等等都可以,在本文的语境下,经典通道被窃听也没太大关系;量子通道,顾名思义,就是传递量子态的。
下面的内容就是关于量子秘钥分发的两种解释方法,之所以写两种解释的模型,你一定可以通过其中一种解释或者结合两种模型,理解量子秘钥分发这个神奇的东西。
第一种解释的简化模型
测不准原理的简化阐述
比如,光子有圆形偏振状态和线性偏振状态,左旋、右旋、上下、左右。
诡异的事情来了,测量的过程会影响对光子偏振状态的测定。
意大利出台史上最大规模经济干预措施 向企业追加4千亿欧元流动资金:当地时间6日晚,意大利总理孔特表示,将以国家担保贷款的形式向意大利企业提供4千亿欧元流动资金,其中2千亿用于帮助国内市场企业,另外2千亿用于加强出口市场。同时法令规定减免4、5月100亿欧元税收。孔特强调,这是意大利历史上最大规模的经济干预措施。(央视新闻)[2020/4/7]
比如有个棚子里,我去观测一下,为了更加逼真地类比,正常人类是一下子看到这是一头白牛,这样,我们透过牛棚墙上的孔去看,一次只能看到一小片区域,比如先看到了是白色的,然后移动下视角,看到是个牛角。然后就是一头白色的牛。
无论我去先看颜色还是先看头上的角,得到的最后结论就是白色的牛。不会是黑色的羊、白色的羊、黑色的牛这三种情况。但是,量子的世界里,不是这么回事儿。你看到的可能是一头奶牛——这是开玩笑,你看到的可能是一头白羊、黑牛等等,因为两者之间的关系是随机的。
量子里面测量的结果是和测量过程有关系的。在没有观测之前是纠缠态。不清楚到底是什么状态,测量完了也不知道测量前是什么状态。
声音 | 末日博士:数字资产和加密货币市场包含了人类历史上最大规模的操纵:据ambcrypto报道,末日博士Nouriel Roubini最近在推特上写道,数字资产和加密货币市场包含了人类历史上最大规模的操纵。他还将这些数字资产称为“shitcoins”,等于零。[2018/12/22]
比如你测量的是一个光子,光子的状态简化一下是:圆偏振和线偏振。你先观测圆偏振,再测量线偏振,你得到的是一个左旋水平偏振光。如同上文观测的先看颜色后看物种,你得到的就是白牛。
但是,如果你先看线性偏振后观测圆形偏振的话,你得到的可能是各种状态,是随机的。类比宏观现象就是,你先看物种,后看颜色,不一定是白牛,得到的可能是黑牛、白羊、黑羊。
这个就比较诡异。而且测量完之后,光子的状态就变了,测量之前是纠缠态,类似薛定谔的猫咪,不知道死没死,测量完,变化了。类似棚子里一头白牛,你看完后变成了黑羊。
观测顺序影响观测结果。
好了,理论解释完毕,现在让Alice给Bob再发一次信息。只需要保证秘钥给Bob很安全,密文就可以公开发给Bob,
知名基金:加密货币是历史上最精彩的局:亿万富翁保罗·辛格(Paul Singer)创办了规模达到340亿美元的Elliott对冲基金,最近这家对冲基金在一封客户公开信中指出,未来在记录这段历史的时候,加密货币很有可能被描述成“历史上最精彩、最辉煌的局之一”。这并不是Elliott对冲基金第一次公开批判加密货币。该公司早在2013年的一份客户公开信中就表示了自己的担忧。但从那时开始,加密货币价格一路飙升,并且在今年年初出现了大幅波动。[2018/2/20]
Alice发射一些光子给Bob,比如说是六个光子。她去测量一下如A图。
这个时候Bob也收到了光子,他也测量一下,按照自己的方法,如B图。
当然,你把上文中的类型改成黑白和牛羊的类比也是一样的。
然后Alice给Bob去个电话说一声,说你的1、5和6的测量方法是一样的。
那么,1、5和6的结果应该是一样的。别的策略方法不同就不要了。
不同的状态在计算机面前都可以简单的记录为1和0,比如规定左旋是1,右旋是0,竖直是1,水平是0.?这个时候上图的秘钥就是111.?这个光子数多一些,这样可以得到一组随机数,然后这个就是秘钥了。有可能出来是101010000010100010这样的数字串。
这个时候,出现了窃听者名C,叫Caocao吧,这个时候,他“窃听”了光子1,他也是测量圆偏振,发现是左旋,这时候,Bob收到光子1,他测量也是圆偏振,结果不变。Bob不会发现这件事儿。
但是呢caocao不知道a和b是怎么测量的,caocao去用线偏振去测量光子1,这时候得到的结果是水平,这时候Bob收到了光子,然后他测量的圆偏振状态就不一定是左旋了,因为根据上文说的,测量过程会影响测量结果,这时候他的结果就和Alice不一样了,然后就知道他有窃听者了。Caocao窃听的时候不可能每一次都猜对,这样的数字串达到一定的长度后,只要出现窃听者,A和B经过一些比对,就会知道自己的信息被窃听了,不用这个钥匙了,换一组密码。
第二种解释的简化模型:
BB84协议还有一种更通用的经典的解释。
四种不同偏振态的光子,0度,90度,45度,135,如上图所示。
1,??Alice可以随机选择偏振片,+形或者x形偏振片随机生成偏振态;
2,??选定偏振方向的光子通过量子通道发给B;
3,??Bob这时候也随机选用+形或者x形偏振片去测量光子的偏振方向;
4,??B将测量结果保密,同时,将他使用的偏振片通过经典通道告诉Alice;
5,??A对比和B使用的偏振片,然后经典通道告诉B那些和她一样,那些不一样;
6,??B抛弃和A使用的不同的偏振片的结果,保留和A一样的偏振片的结果,统计学上显示应该是扔掉一半的结果。
随机排布偏振片,和A比对后,钥匙才形成,加密过程才开始。规定好什么状态对应0什么状态对应1就可以很简单的对应成由0和1组成的钥匙。
简单来说,就是量子秘钥的制备过程就是利用光子的偏振性。这很安全吗?是的,这个时候,C出现了他要窃听,拦截光子后,开始用偏振片测量,这时候他的错误率也是50%,测量完之后,发给B,B也不知道,然后通过窃听经典通道的信息去知道怎么去排出来正确的偏振片,但是也不对,因为他测量光子的时候光子已经变化了,俩人只要核对测量结果,就会发现B是解不了密的,那么这就说明这个通路已经被人窃听了。
当然,你要问C在窃听光子后,可以不测量,而是生成一个一模一样的光子,然后把原来的光子发给C,这样不就可以了吗?这样也不会让量子态变化?但是,也不可能,因为量子,还有另外一个特性就是不可克隆性,根本无法生成另外一个一模一样的光子。
说得更饶一些,其实,量子秘钥的传输和生成是同时发生的。
因为B接受到光子后,经典通道告诉A,他用的是怎样的测量方式的时候,A才会用和B一样顺序的偏振片去加密信息。B收到光子没有测量的时候,其实秘钥还没有产生呢。
以上都是量子秘钥分发的基本方式之一。量子加密是目前世界上最高端的加密方法,有应用但是还没有大规模应用。注意,上面所讲的只是量子加密中的秘钥分发原理,并不是钥匙本身的加密。最近量子计算、量子加密等等词汇变得常见,这个概念也走入了人们视野。
量子计算到底怎么样?是不是可以破解我们的比特币私钥,是不是我的加密资产已经不安全了?
先不要着急,着急也是交易所先着急,这么说吧,如果现在有人能够使用量子算力加密解密的话,人家根本看不到你钱包里那几万个比特币,直接攻击全球金融系统就好了。
量子计算更加复杂,下一篇文章会说一说,最近这个甚嚣尘上的概念。
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