量子技术融入手机


在等待了一年多后,罗永浩终于发布了他的Smartisan手机。手机发布会上最大的卖点是,罗永浩宣布,这个发布会的100万门票收入全部捐献给openSSL基金会,用于支持他们雇佣更多的软件工程师来优化openSSL,这个为世界上很多网站提供加密服务的程序。这个决定确实很赞,尤其是在openSSL前不久刚刚暴露出重大缺陷的背景下,一笔来自中国的赞助能够帮助他们投入更多的人力来避免漏洞的发生。

实 际上,要想根本上解决安全问题,必须解决如何产生随机数的问题。如果我们能够有一个便捷的随机数发生器,高效高速的产生高质量的随机数,那么就能帮助我们 安全的浏览网页,发电子邮件,甚至是进行视频聊天。 openSSL所基于的仍旧只是数学的办法进行加密,理论而言,总有可能存在某种高效的算法能够解密,而我们却不知道。电脑上常用的随机数发生器,实际上 并不是真的随机,长时间来看,总是有某些规律可循的。因为它们都是通过决定性的,经典的机制来产生,要产生真正的随机数,还是得靠量子过程。

来自瑞士日内瓦大学的科学家们,找到了 一种聪明的办法可以高效而便捷的产生量子随机数。他们用普通的LED发光源,照射在诺基亚N9的摄像头上,利用摄像头来接收光子。根据物理学原理,LED 光源发出的光子是遵循量子随机性的。这种随机性意味着,光场的涨落是完全随机的,我们称之为“shot noise”。由于近年来技术的飞速发展,CCD摄像头的灵敏度大幅度提高,已经可以把”shot noise”给记录下来了。摄像头中的每一个像素点都能极为灵敏地够接收光子,并转换为电子信号被记录下来。而一个摄像头中有数百万个像素点,因此可以高 速的接收光子,并将光子涨落信号转换为随机数。

最终,他们获得的随机数达到了每秒1G 比特,已经完全可以实用了。他们的随机数通过了所有的随机数质量测试,完全可以应用。也许有一天,这个技术会成为手机上的一个标准配置的app,为每位用 户提供安全的通话和上网,以及购物服务。我期待国内外的手机巨头们,比如苹果,三星,小米能早日注意到这项技术,将其商业化。我猜,中国的手机厂商会更感 兴趣,因为有了这个才能卖的比苹果手机的价钱更高大上,那就赶紧把这个技术买下来,在小米、华为或其他什么的手机上实现吧!

参考文献: arxiv.org/abs/1405.0435 : Quantum Random Number Generation On A Mobile Phone

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