太空時代的資料安全   衛星傳輸擴展量子加密

編譯／高晟鈞

目前資料的加密運用數學模型，可保護其被有心人士竊取、變更或遭到入侵，然而隨著量子運算日漸強大，這些加密技術可能變得愈發脆弱，未來恐逐漸失效。

新的量子加密技術使用光粒子進行防竄改編碼，並透過衛星構成一個量子網路。除此之外，此種方法還可以結合兩種加密類型，僅對特別敏感、重要的資料才使用量子密鑰。

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透過物理定律加密

量子通訊系統工程教授 Tobias Vogl 正在研究一種依賴物理原理的加密過程。，資料將被編碼成獨一的光子後進行傳輸。由於物理定律不允許提取或複製此資訊，資料的傳輸將具備極高的安全性。當資訊被截獲時，光粒子的狀態會被改變，並被進一步識別。因此，無論未來技術如何進步，任何攔截傳輸資料的嘗試都將立即被識別與捕捉。

量子密碼學的最大挑戰在於物理上的距離限制。現今我們使用的網路，訊息被編碼在光粒子中，並透過光纖進行傳輸，然而由於單一粒子中的資訊無法被複製，因此量子密鑰無法在光纖傳輸中被重複放大，這也使得其距離被限制在百公里內。

為了將訊息發送到其他城市或大陸，研究團隊將使用大氣結構。由於在海拔超過 10 公里的地方，大氣層非常稀薄，光線既不會被散射，也不會被吸收，這將使使用衛星將量子通訊擴展到更遠的距離成為可能。

量子通訊衛星

作為量子通訊衛星系統的一部分，研究團隊正在建造所需的所有組件。第一步，團隊將單獨測試每個衛星組件，接著在太空中測試整個系統，研究人員將研究該技術是否能夠承受外太空條件以及各個系統組件如何相互作用。衛星發射計畫預計於2025年進行。

加密混合網路

用量子密碼完成所有資料傳輸無疑是非常複雜且成本高昂的方法。因此透過混和網路，資料可以依照重要性決定其該由物理或數學方法加密。

編碼與密碼學教授Antonia Wachter-Zeh正致力於開發足夠複雜的演算法，避免被量子電腦輕易破解。未來使用數學演算法來加密大多數資訊仍然足夠，量子加密僅適用於需要特殊保護的文檔，例如銀行之間的通訊。

資料來源:ScitechDaily

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