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主题:【原创】再说说密码:) -- 1001n

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家园 关于一些保密通信,补充一下

脉冲通信的速率也可以很快。目前的脉冲通信,脉冲宽度已经可以小到纳秒乃至数百皮秒的量级,再配合上如跳时(Time Hopping)等技术,对于无关的接收机来说,同步有相当的困难,并且脉冲占据高达十多GHz的频谱,而功率谱密度却淹没在噪声下,靠频率监视很难发现这一通信。目前正在标准化的Ultra Wideband通信,传输速率可达到百兆bps的量级,当然距离只有十多米远。军用的保密通信往往不需要这么大的带宽,可以传得远些,又有一定的保密性,所以脉冲通信也是在军事上应用多年后才在最近开始应用于民用通信。

对任何通信系统来说,同步都是一个接收机最复杂、最困难的系统之一。提高了同步的困难的同时,也提高了保密的可能性。所以只要你把频率变得越快,把脉冲做得越窄,你的系统安全性能也会越高。

比较前沿的信道保密通信,目前广泛研究的混沌通信是一个。通常的信道保密一般都用发射接收双方约定的伪随机序列码来实现,一来实现扩频以抗干扰,二来可以起到一定的保密作用。但使用的伪随机序列码长度是有限的,因此会被重复(周期性)的使用,而且长度增加在提高保密性的同时也增加了系统成本和设计复杂度。有限的随机码长度导致随机码可以被敌方的大量计算破译。混沌通信是基于混沌同步的理论研究以及90年代开始的实验研究,具有非周期、连续宽频带、类噪声和长期不可预测等特点,所以其同步也比我们目前的通信方式难出许多,其保密性也自然比目前应用的伪随机码系统高出许多。

更牛的保密通信方式是量子光通信,利用了量子力学中的测不准原理。理论上来说,由于这一测不准原理,对于以这种方式通信的信道,任何中途的窃听都会导致原通信信息的改变,所以根本上排除了被窃听的可能。我没仔细研究过,不知道表述的对不对。而且我也没想明白既然有测不准,那如何接收呢?如果能接收,又如何做到妨窃听?但无论如何,据说中国中科大在这方面还做得不错,中央电视台都报道了。

通常信道要保密,一般都是针对无线通信方式。有线的通信若是以电缆为介质,其实保密性也很脆弱,但往往都不被重视,所以电话窃听很容易。如果是光纤通信,保密性就很高了,因为光纤很细,基本上很难在不破坏原通信的同时实施窃听。但是据一个海军的同学说,美国已经发展出一项技术可以来窃听海底光缆,让我不得不再佩服美国一把。我能想到的只有通过光纤的微弯损耗来实现窃听,但要实现起来也很困难。

家园 疯僧瞎侃

"更牛的保密通信方式是量子光通信,利用了量子力学中的测不准原理。"

更准确地说, 是利用量子纠缠态, 就像EPR悖论的那种方式 (具体细节见版主大作的第三部分, 诸位请催催掌门人快点写). 若有人试图窃听, 则该量子纠缠态会被破坏, 所以通信两端的人立刻就能觉察.

"但是据一个海军的同学说,美国已经发展出一项技术可以来窃听海底光缆,让我不得不再佩服美国一把。我能想到的只有通过光纤的微弯损耗来实现窃听,但要实现起来也很困难."

还有更好的办法是: 剥离光缆护层后, 浸润其于具有高折射率n的某种液体中, 这样原先在光纤与外界界面处所发生的全反射将不再起作用. 于是, 光信号可以进入液体, 从而被探测.

这只是小僧胡诌, 可没有盗取米军情报哦. 孤兄可以将该idea转告于令同学, 也算小僧为祖国强盛略尽绵薄之力. (其实是贫僧自作多情: 中国人才济济, 应该早就有这个技术了.)

家园 好像还是要通过微弯损耗

光纤的全反射发生在芯层与包层间。通常光场是到不了包层边界的。通过微弯使光场泄漏至包层边缘然后通过高折射率的波导耦合出来。英国有个教授搞这各微弯损耗搞了N年,如今已经可以将光纤弯个直径数毫米的圈而没有太大损耗,真是佩服,这么枯燥的东西能做这么久。

量子力学当初学得就不太明白,后来也少有用到,如今只能算门外汉一个了,就等不爱版主再来给咱上一颗呢。量子纠缠态确实是个神奇的东西,最让我感兴趣的是能够实现超光速通信,澳大利亚现在有一组人做得不错,好像已经到现场实验的地步了。这东西听起来像心电感应似的,说不定还真是心电感应的科学解释呢,呵呵。

家园 是的...

"通常光场是到不了包层边界的。"

是的, 但可采用更"粗暴"的方式来获取信号:

用一种(透明的)强酸,能溶解光纤的芯材.

1) 将光纤裸露的一段密闭起来, 施以强酸, 将这段光纤消融. 因为强酸亦能导光(最好折射率与光纤相仿), 此过程将不影响正在进行的光纤通讯(以免为敌人觉察).

2) 这样, 此段光纤被代以折射率基本上均匀的溶液, 所以很容易将光信号引出.

(这样做的目的是消除原本从光纤中心到边缘的折射指数的梯度.)

此所谓道告一尺魔高一丈也.

家园 关于那艘潜艇, 是海狼级"吉米?卡特”号

  中美海底光缆有四对光纤,在中国大陆和美国大陆各设两个登陆站,形成环形,并以分支方式连接中国台湾、日本、韩国、关岛,中美海底光缆包括美国班顿、日本千仓、韩国釜山、崇明、台湾枋山、汕头、日本冲绳、美国关岛。由于此系统在美国有登陆站,在陆上就可窃听此光缆的信号。因此它无需兴师动众派“吉米?卡特”号去窃听。它最感兴趣的应该还是我国近海铺设的内部通信光纤。而东海和南海是美间谍核潜艇最有可能出没的地区。东海北连黄海,东到琉球群岛,西接我国大陆,南临南海。东海南北长约1300千米,东西宽约740千米,海域面积70多万平方千米,平均水深350米左右,最大水深2710米。南海是我国最深、最大的海,东南边至菲律宾群岛,西南边至越南和马来半岛,最南边的曾母暗沙靠近加里曼丹岛。通过巴士海峡、苏禄海和马六甲海峡等,与太平洋和印度洋相连。它的面积约有356万平方千米,平均水深约1212米,中部深海平原中最深处达5567米,比大陆上西藏高原的高度还要大。这两个海区海底深度较大,海底地形复杂,有利于核潜艇出没。由于海狼级最大下潜深度可高达610米,最大航速(水下)高达35节,因此它可迅速隐蔽地到达预定海区,放出小潜艇(载有海底机器人)潜入我近海海岸窃听光缆信号。由于海底光缆通信是利用光信号在光纤内折射达到传输信号目的,故没有无线电波泄漏。不能用常规方法窃听。它可放出海底机器人通过电视遥控切割光缆,并连接窃听数据的光缆回母潜艇。此技术现已非常成熟,前不久中美海底光缆被鱼网刮断,日本维修船就是用此方法将海底70米处的断缆接好。通过母潜艇分析处理所获得的信息(加解密技术,现在全世界也就美国最先进),从而获得所需情报。此乃现场即时窃取信息。异想天开一些的话,它还可能把偷接的窃听光缆延长至陆地的窃听基地,当然它无需将偷接的窃听光缆延长至冲绳或关岛,到台湾就很近!

家园 这个活可不容易

海底光缆不是简单的一根塑料皮包光缆就完。它是很粗的,里面最核心处不但有光缆,还有电力传输线,隔一段距离还有中继装置。这些关键线路外面是很厚的钢铠,可以防止鲨鱼之类咬坏的。要想把这样的东西弄开、窃听还不为人所知,比较困难。现在有技术手段可以确定确定光缆损坏的具体位置。如果因为窃听导致光缆损耗太大,自然会引起怀疑。

再者,海底光缆的数据流量极大,如何从海量的原始数据包中分析出自己想要的东西还比较麻烦。

家园 辛苦了!

好文必顶,发现得晚却可以一口气拜读完,爽啊!

家园 周公参与编写的“豪密”,号称从来没有被破解过

其实原理也不难,就是乱序和替换,但是因为常用汉字有几千个,远比26个字母多得多,这个要想破解就难死了!

家园 不知道看过《暗算》没有

第二部《看风》,黄依依在701里面说,密钥的复杂化,是现代密码的发展趋势。

她要破解的台湾密码,就是专门对密钥搞了一个密钥机的。

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