量子时代要如何拯救密码？
密码在信息社会
密码与战争有着密不可分的关系 ， 通常战争的输赢取决于对信息的保密情况 。 战争中的一方将自己所传的信息伪装起来 ， 即使被敌军截获或窃听 ， 信息也不会泄露 。 密码术有着和社会文明一样悠长的历史 ， 并且一直有着非常重要的影响 。 在20世纪70年代之前 ， 密码术的主要用户是政府及军队 ， 而在今天的信息社会 ， 密码技术的服务对象也扩展到了公司和个人 。 随着网络技术和电子商务的发展 ， 大量的个人以及企业信息的踪迹存留在网络上 ， 为了保障这些信息的安全 ， 密码技术举足轻重 。

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加密技术是利用物理或数学的手段 ， 将重要的数据（信息）加以伪装 ， 只有特定的对象可以将数据还原 ， 获知真正的机密信息 。 需要被隐藏的信息通常称为明文 ， 将它伪装起来的操作叫做加密 ， 加了密的明文叫做密文（或密码文） 。 将明文信息加密所使用的一套规则称为加密算法 。 通常这种算法的操作依赖于密钥 ， 密钥是与信息一起被输入算法的 。
为了使接收者能够从密文中得到信息 ， 需要有解密算法 ， 当它和适当的解密密钥一起使用时 ， 就能从密文中还原出明文 。 依据加密算法的不同 ， 加密密钥与解密密钥有时是相同的 ， 有时是不同的 。 目前 ， 最广泛使用的数字加密体制或密码系统基于数学“陷门”：一种易于计算的函数 ， 但是如果没有密钥 ， 这个函数几乎不可能反向计算 。
网络时代的非对称加密系统
1949年 ， 信息理论的先驱者——香农发表了《保密系统的通信理论》 ， 标志着现代密码学的诞生 。 在这篇论文中 ， 香农首次从信息论的角度讨论密码学 ， 为对称加密体制建立了理论基础 。 所谓对称加密体制 ， 即加密和解密密钥是相同的或容易从加密密钥导出解密密钥的密码体制 。 例如在明文中加入一些干扰信号 ， 此时的干扰信号是发送者有意加进的 ， 且可由发送者进行设计和控制的 。 在未经发送者允许时 ， 信息的截获者不能将加了干扰信号的密文恢复成明文 ， 因为第三方截获者不知道将哪些干扰信号去除 。 加入的干扰信号就是密钥 ， 此时的加密和解密密钥是相同的 ， 密钥不能简单地在不安全的通信通道中传送 。 对于这样的密码系统 ， 我们称它为常规的或对称的密码系统 。

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但密钥不能通过网络传送带来了对称加密系统不能适用于大型网络和更大的用户群的问题 ， 于是公开密钥加密系统即非对称加密系统应运而生 。 1976年 ， 两位计算机专家怀特菲尔德·迪菲和马丁·海尔曼发表了《密码学的新方向》 ， 这篇文章引入了一种完全不同的看待密码学的方式 ， 同时使人们迈出了将密码学引出秘密领域、推入公开领域的第一步 。 在先前所述的对称加密系统中 ， 密钥不能够公开 。 但是迪菲和海尔曼观察到世界上存在一种天然的不对称：某些很容易完成但是反过来却不容易完成的行为 。 比如打碎花瓶很容易 ， 但是想要将碎片再还原花瓶却十分困难 。 非对称加密系统的关键在于加密很容易 ， 但除了指定接收者以外 ， 其他人解密都很困难 。 在非对称加密系统中 ， 加密密钥称为公钥 ， 任何人都可以知道公钥 ， 解密密钥称为私钥 ， 只有接收者能知道私钥 。
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