最近，中國科學技術大學潘建偉教授及同事張強、彭承志等在國際上首次實現(xiàn)了無條件安全“比特承諾”，在解決如何在相互不信任的通信終端之間直接建立信任的問題上實現(xiàn)了突破。該實驗研究成果于近日發(fā)表在國際權威物理學雜志《物理評論快報》上，被評價為“密碼學界的重要進展”和“該領域的先驅實驗”。美國物理學會《物理.焦點》欄目也對該成果進行了專題報道。

隨著電子商務，特別是網(wǎng)絡金融的迅猛發(fā)展，越來越多的缺乏相互信任的通信者（例如：互聯(lián)網(wǎng)終端）之間需要進行合作，所以確保各終端之間建立信任成為保證未來互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟健康發(fā)展的基礎。事實上，如何在互不信任的終端之間建立信任并實現(xiàn)通信是密碼學的一個重要研究分支，而實現(xiàn)安全的“比特承諾”（Bit Commitment）就是這類研究必須解決的奠基性課題。

實現(xiàn)“比特承諾”是指成功建立如下通信機制：甲乙雙方為互不信任的終端，甲方可以對某未發(fā)生事件做出是或否的預測（即0或1），然后該預測將在事件發(fā)生后的某個確定時刻對乙方公布。比特承諾的核心在于確保乙方不能在甲方預測公布前竊聽到相關信息，同時也必須保證甲方不能在做出預測后修改結果。這樣，甲乙雙方都可以確信對方遵守了承諾，從而建立信任并實現(xiàn)通信。

為實現(xiàn)安全“比特承諾”，各國科學家在過去幾十年中進行了不懈努力。其中，經(jīng)典密碼學有兩種解決方案，即使用第三方公共平臺或者利用計算復雜性假設。然而，這兩種方案都被證實存在安全隱患，即無法實現(xiàn)“無條件安全”。1997年，加拿大科學家Mayers和Lo分別獨立證明，即使是量子保密通信本身也無法保證無條件安全“比特承諾”的建立。

2012年，劍橋大學的Adrian Kent教授提出，只有同時利用量子力學和狹義相對論，才能實現(xiàn)無條件安全比特承諾。潘建偉小組通過其自主開發(fā)的高速量子保密通信技術和自由空間高速光通信技術，結合西班牙科學家A. Cabello和M. Curty的理論分析，成功地實驗驗證了Kent教授的理論方案，將互不信任終端之間互相欺騙的幾率降低到6%以下，在世界上首次實現(xiàn)了互不信任終端之間的安全“比特承諾”。這一奠基性的研究成果可以被廣泛應用于互聯(lián)網(wǎng)金融、公共隨機數(shù)產(chǎn)生、設計零知識證明協(xié)議、安全計算等領域，開拓了量子通信新的研究方向。

上述研究得到了中國科學院、教育部、國家自然科學基金委、科技部973項目，以及山東省量子通信公共研發(fā)平臺等項目的支持。

（微尺度物質科學國家實驗室、近代物理系、量子信息與量子科技前沿創(chuàng)新中心）