文丨安安以遷遷

　　關於量子保密通信的文章裏，我覺得有個細節需要澄清一下。

　　清華王向斌教授的文章《我爲什麼不願迴應自媒體的一些文章》一直強調量子通信中的攻擊者無法不被發現。爲什麼只要保證攻擊者能被發現，就能保證量子通信的安全性？按王教授的說法：

　　“如果我們把實驗室比作倉庫，光隔離器比作門鎖，則上述攻擊演示實驗生效的前提是合法用戶故意“不鎖門”（我不知道爲什麼要提出這樣的要求，讓合法用戶配合攻擊者?），攻擊者纔可以悄悄入庫行竊；而在正常鎖門的情況下，攻擊者想要入庫就只能用千斤大鐵錘夯門了，這種原始的蠻幹方式如何能做到竊取而不被察覺？正如我們在之前的科普文章中說明的那樣，這種攻擊對現有的京滬幹線等實用化量子保密通信系統無法構成安全威脅。”

　　有人也許會反駁說，我拿千斤大錘夯開門，被你發現了，可你的密也被我竊到了啊，你那通信還安全不？

　　其實目前的量子保密通信方案更正確的說法是“量子密鑰分發方案”，比如著名的BB84協議。此過程中通信雙方還沒有開始進行實際的通信，而是在協商“我們該用什麼密鑰進行交流？”

　　樣板戲《紅燈記》的故事情節就是一個密鑰分發的好例子。

　　《紅燈記》說的是抗日戰爭時期，八路軍松嶺根據地要傳送給柏山游擊隊一本密電碼。地下交通員把密電碼交給了鐵路扳道工李玉和，李玉和一家三代作出了巨大犧牲，沒有讓日本憲兵隊長鳩山得到密電碼，最終將其交給游擊隊。

　　這裏的密電碼就是密鑰，它本身並不包含什麼具體的情報，但爲什麼那麼重要？因爲一旦游擊隊有了密電碼，就可以此和根據地進行加密的電報聯絡。如果鳩山小隊長沒有這份密電碼，那麼即便他能夠截獲這些電報，也無法得知其中內容，按他的說法，那就是“於我們帝國是大大的不利！”；相反，如果他也有這份密電碼，便可得知電報內容，那就對抗日事業大大的不利了。當然，如果八路軍知道這份密電碼被日本人截獲，就不會再用它來進行保密聯繫，此時並無任何通信中的泄密。當然這也意味着根據地和游擊隊之間還是無法保密聯繫，必須再派地下工作者傳遞密電碼。

　　對於八路軍來說，密電碼被鳩山小隊長截獲並不是最糟糕的事情。如果不是在傳遞密電碼的過程中，無法避免付出象李玉和李奶奶犧牲這樣的代價的話，密電碼被截獲的後果並不嚴重，因爲密電碼本身並沒有什麼具體內容。最糟糕的事情在於密電碼交到了游擊隊那裏，卻不知道它其實被鳩山小隊長複製了一份（想象一下如果救起地下交通員並得到密電碼的是後來叛變的王連舉……）。

　　量子密鑰分發方案如BB84協議，就相當於傳遞密電碼的方式。這就是爲什麼攻擊者無法不被發現這一點是如此重要。因爲一旦被發現，通信的雙方就會捨棄已經商量好的密鑰，而會再次商議新的密鑰。好比八路軍根據地這邊剛編好密電碼，正鎖在首長屋裏還沒交給地下交通員，根據地潛伏的日本奸細就拿千斤大錘夯開門把密電碼偷走了。這對鳩山小隊長毫無好處，還暴露了根據地有奸細。

　　當然，如果鳩山小隊長能保證每次都攔截住密電碼的傳送，那也能阻止八路軍根據地和游擊隊的通信。同樣地，在量子密鑰分發過程中，如果攻擊方強大到總能阻止密鑰的分發，他也能阻止通信雙方交流信息，但這已經不在量子保密通信討論的範疇中了。正如王向斌教授在他的文章最後所言：

　　“這樣極端的情況，猶如對於經典光纖通信，敵人總是剪斷光纖，通信自然也無法完成。從另一個角度考慮：同樣是一次竊聽，經典通信是泄密，而量子通信僅僅是那個時候未能通信，這個很簡單，再來一次即可。如果永遠假定極端情況，可以說，任何技術都是無用的。”

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