密钥交换（从对称加密到量子加密）

Posted 2021-04-25 GIS花果山

密钥（secret key），顾名思义，加解密所使用的“钥匙”，我喜欢把任意的功能叫做“函数”，密钥其实就是函数对应的“参数”。

Encrypt(sKey);//加密

Decrypt(sKey);//解密

这种做法加密和解密都用同一个密钥，叫做“对称加密”，这种方式有个问题：密钥一旦泄漏，则功能必然崩塌，加密毫无意义。

为了解决这个问题，推出非对称加密，密钥有两个，一个是私钥（private key），另一个是公钥（public key），这个加密算法的一个基础是由互质的两个数(p,q)的乘积构成的一个大数N，这个N可以对外开放，目前的计算能力，几乎不可能实现N的因数分解，所以非对称加密暂时是安全的。

非对称加密相比于对称加密，性能要低一些，所以一般的做法是：在通信的双方间，用RSA加密算法，传播一个双方确认的对称加密算法，最终采用对称加密算法实现加解密，具体可以看一下Diffie-Hellman密钥交换。

量子计算发展起来后，可以很容易的实现因数分解，所以非对称加密算法便不再安全。根据量子力学的特点，产生了一种新的密钥交换方式，量子密钥分发协议，BB84协议。主要原理是一个传统位可以用光子的两种方式表达，这样窃听者便不知道具体是哪一种。最终通信的两者把采用相同测量基的位保留下来，便形成最终的密钥。