15、塞格德低语项目：KLJN的实验验证

塞格德低语项目：KLJN的实验验证

1. 引言

近期，一种全新的完全安全的经典通信方案——基尔霍夫环路约翰逊（类）噪声（KLJN）通信器被提出。它由两对相同的电阻和对应的约翰逊（类）噪声电压发生器组成，利用了理想基尔霍夫环路的物理特性和热噪声（约翰逊噪声）的统计物理特性。在每个时钟周期，通信双方会随机选择电阻（低比特对应小电阻，高比特对应大电阻）及其热噪声类电压发生器，并连接到电线通道两侧。当线路两端的比特状态不同时，线路上的均方根噪声电压或电流噪声会处于中间水平，此时进行安全的比特交换。

KLJN密码的显著优势在于其安全性和经典信息的强鲁棒性。为抵御任意攻击，通信双方会测量并比较线路两端的瞬时电流和电压，若出现偏差则触发窃听警报，当前交换的比特将被弃用。同时，低通线路滤波器可防止超出警报频段的攻击和因寄生瞬变导致的误报。

在理想的KLJN方案中，被动窃听者无法获取任何信息（零比特安全），主动窃听者在被发现前最多只能获取1比特信息（1比特安全）。该系统对中间人攻击具有天然的零比特安全性，这在安全通信器中是独一无二的特性。此外，KLJN系统已具备网络适配性，可像以太网网卡一样作为计算机卡安装，具有高速、抗灰尘、抗振动、抗温度梯度以及低成本等优势，还可利用现有的电线线路，如电力线、电话线和互联网线路。

不过，也有一些针对KLJN系统的破解尝试，但这些尝试都基于一些直接违反理想KLJN方法基本模型的假设：
- 允许不可忽略的电线电阻（Bergou、Scheuer和Yariv提出）。
- 允许足够高的带宽以产生波（瞬态传播）效应（Scheuer和Yariv提出），但这一可能性在原文章中已被明确排除。
- 假设（噪声）温度不准确（Hao提出