对抗态势图 (量子链路 · Eve 位置随攻击向量移动)
蓝方防御栈开启越多,覆盖越全但成钥率代价越高——这是攻防演练要体会的第一课。
选择红方攻击向量发起一轮对抗,判定结果将在此显示。
红方控制台 攻击向量
点击任一向量即发起一轮攻击,蓝方防御栈自动应答判定。
蓝方防御栈 可开关
每项防御有成钥率代价(演示口径)。MDI-QKD 为架构级升级,可整体移除探测器侧信道。
防御总代价−0%
当前净成钥率1.00 Mbps
对抗时间线
每轮攻击的效应、检测依据与得分
攻击 × 防御 覆盖矩阵
✓ = 该防御可检测/挫败该攻击 ✗ = 防御缺口(当前蓝方配置下红方可得手) 列头加亮表示已启用
读法:矩阵的"行"告诉你——只开 QBER 监视是远远不够的:PNS 与时移攻击不抬误码率,致盲攻击可以让 Bob 的探测器"配合" Eve,全都绕开误码判据。量子通信的安全不是单一指标,而是一整条防御栈;把探测器侧信道从物理上移除(MDI-QKD)是结构性解法,代价是系统复杂度与成钥率。
攻击样本出处(公开研究)
本沙盘的 6 个攻击向量均有真实文献与实验记录,非虚构
| 攻击向量 | 首次公开演示 / 理论提出 | 要点 |
|---|---|---|
| 截获-重发 | BB84 原始论文威胁模型(1984) | 最基础攻击,QBER+25pt,必被阈值检验发现 |
| 分束攻击(PNS) | Hwang 2003;GLLP 2004;王向斌 2005 | 针对弱相干多光子脉冲,诱骗态为标准解 |
| 探测器致盲 | Makarov 团队;Lydersen et al., Nature Photonics 2010 | 强光致盲 SPAD,已实测攻破商用量子密码系统 |
| 时移攻击 | Qi et al. 2007;Zhao et al. 2008 | 利用探测器效率失配,QBER 不升 |
| 特洛伊木马注入 | Lucamarini et al. 2015 | 向 Alice 端注入光读取调制信息 |
| 激光损伤 | 工程防护实践 | 物理层拒绝服务,靠端口功率监测防护 |
防御机制与结构性解法
从"参数级"到"架构级"的三层防御
| 层级 | 机制 | 针对 |
|---|---|---|
| 协议级 | 诱骗态(Hwang/GLLP/王向斌) | PNS、不可信光源强度 |
| 参数级 | QBER 阈值 / 看门狗探测器 / 效率匹配 / 光隔离滤波 | 截获-重发、致盲、时移、木马 |
| 架构级 | MDI-QKD(Lo–Curty–Qi, PRL 2012):测量在第三方节点完成,收发两端不含探测器 | 整体移除全部探测器侧信道(致盲/时移等) |
安全证明的边界:QKD 的"无条件安全"是对协议数学而言;现实系统由不完美器件实现,侧信道攻击打的正是物理实现与数学模型的偏差——这也是"设备无关/测量设备无关 QKD"研究的出发点。
演练声明
本页面为教学演示沙盘:攻击效应、检测概率与得分均为面向演示的简化模型(例如致盲攻击在真实系统中的检测概率取决于强光参数与看门狗阈值),不构成任何安全评估结论;所有攻击技术细节仅停留在公开文献的原理层面,不包含可操作实现。