密钥怎么读(密钥到底怎么读)

密钥怎么读

密钥读作mì、yuè或是mì、yào，释义：

1、读作mì、yuè时，意为紧密的锁闭。这里的用法用了“密钥”的动词性质。

2、读作mì、yào时，意为密码学中的专有名词，指解密所需要的特殊代码。这里用了“密钥”的名词性。

让中央集体学习的量子科技究竟是啥（四）量子因数分解与破解密码

关注风云之声提升思维层次

导读

分解300位和5000位的数字，量子算法会把所需时间从15万年减到不足1秒钟，从50亿年减到2分钟！

让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（一）量子是什么 | 袁岚峰

让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（二）量子力学三大奥义 | 袁岚峰

让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（三）量子纠缠 | 袁岚峰

视频链接：

西瓜视频：

https://www.ixigua.com/6902292563307266573

本视频发布于2020年12月4日，播放量已超百万

前三次我们说到，中央集体学习的量子科技，主要指的是量子信息（让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（一）量子是什么 | 袁岚峰）。它分为量子通信和量子计算两大领域，正如我们平时用的手机属于通信，计算机属于计算。这次我们就来讲解量子计算。

量子信息学科内容

你可能早已听说过，量子计算是真正的颠覆性技术，能够做到很多现有的计算机做不到的事。但是，量子计算为什么这么厉害呢？很奇妙，大多数人的理解都是错误的。

媒体常见的说法是：量子计算机的运算速度特别快，比经典计算机快得多。这听起来很容易理解，就好像486比386快，386比286快。如果媒体想解释原理，还会说这是因为量子计算机是并行计算，一次能处理很多任务，而经典计算机一次只能处理一个任务。

并行计算

然而，这种话只能蒙住外行。如果你对计算机科学稍有了解，你立刻就知道，并行计算并不是什么特别的东西，现在的计算机就经常在用。例如所有的超级计算机，神威太湖之光、天河二号等等，都是用大规模并行计算达到超高速度的（中国超算全自主，重夺第一已出发 | 袁岚峰）。

神威太湖之光

所以，量子计算真正的原理是什么？我来向大家解读一下。

这里的关键在于，量子计算机不是干什么都特别快，而是只对某些问题特别快，因为对这些问题能设计出快速的量子算法。也就是说，量子计算机优于经典计算机，并不是像486优于386那样干什么都强，而是好比你的计算机能运行某个游戏，而别人的计算机不能运行这个游戏，所以在这方面你的计算机强。

量子计算机为什么会有这样的优势呢？原因就在于量子力学三大奥义：叠加、测量和纠缠（让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（二）量子力学三大奥义 | 袁岚峰）。这是我们在前面两期中讲的，不了解的同学们请回去复习一下。

最基本的道理是，经典计算机的基本操作单元是比特，而量子计算机的基本操作单元是量子比特。比特好比开关，只有开和关两个状态。而量子比特好比旋钮，有无穷多个状态。所以显然，量子比特有可能做到比经典比特更多的事。

具体而言，量子比特超越经典比特的办法是这样的。

如果有n个经典比特，每一个有两个状态，它们的组合就总共有2n个状态。如果想知道一个操作对n个比特产生的效果，就需要把这个操作作用到这2n个状态上，把所有的结果都试一遍。也就是说，需要2n次操作。

2n是个增长非常快的函数。学过数学的人都知道，指数增长比任何的多项式增长都要快，比如说比n10000都快。所以随着n的增长，经典计算机的计算量很快就会爆炸。

指数增长比任何的多项式增长都要快

但对于量子比特，事情就不一样了。一个量子比特有两个基本状态，一个一般的状态等于这两个基本状态的叠加。对于n个量子比特的体系，基本状态有2n个，一个一般的状态等于这2n个基本状态的叠加（让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（三）量子纠缠 | 袁岚峰）。

也就是说，n量子比特体系的一般状态可以写成

c(000…) |000… + c(100…) |100… + c(010…) |010… + … + c(111…) |111…，

其中每一个c都是一个系数，总共有2n个这样的系数。

现在重点来了：对这样一个一般的状态做一次操作，就可以同时改变2n个系数，相当于对n个比特的经典计算机进行了2n次操作。一个顶2n个！

这是一个吓死人的优势。所谓量子计算机的优势来自并行计算，实际指的就是这个意思。如果使用得当，这可以带来指数级的加速。原来需要上亿年的任务，现在可能一秒钟就能搞定，这是多么惊人的进步！

但是且慢，这一切有个前提，“如果使用得当”。什么意思呢？因为把数据读出来是大问题。

你要把这2n个数据读出来，就需要做测量。但我们前面讲过，测量的时候体系的状态会发生突变，落到某一个基本状态上面。结果就是，你虽然一下子获得了2n个数据，但读出的时候又只剩下一个了（量子计算机强在哪里？不是因为能存下全世界的信息 | 袁岚峰）。

因此，量子计算确实具有巨大的优势，但这是个潜在的优势，需要非常巧妙的算法才能发挥出来。只对少数特定的问题，人们设计出了这样的算法。而对于大多数的问题，量子计算还没有表现出任何优势。

你也许会感到很失望，原来量子计算没什么用啊？别急。目前已知的能发挥量子计算优势的问题虽然不多，但其中有些就非常重要，例如因数分解（factorization）和无结构数据库的搜索。下面，我们就来解释一下量子因数分解。

因数分解是什么？就是把一个合数分解成质因数的乘积，例如21 = 3 × 7。只需要小学数学水平，就能理解这个概念。但重点在于，因数分解是一个经典的数学难题。

你也许会感到很奇怪，这有什么难的？呐，分解一个小的数字当然很容易，你不管三七二十一就能分解21。但是来分解下面这个数看看：

267 - 1 = 147, 573, 952, 589, 676, 412, 927。

这是一个21位数。它是质数还是合数呢？这就远不是一眼能看出来的了。

1644年，也就是李自成进北京、明朝灭亡的那一年，法国数学家梅森（Marin Mersenne，1588 - 1648）提出这个数是一个质数。

李自成

马林·梅森

在那之后的很长时间里，人们都这么认为。直到1903年，清朝都快亡了，人们才发现它其实是一个合数，等于

193, 707, 721 × 761, 838, 257, 287。

大清亡了

为了分解这个21位数，消耗了一个朝代的时间！

因数分解为什么这么困难呢？因为没有特别高效的算法。

如果让我们分解一个数字N，我们能够想到的最简单的算法，就是从2开始一个个往上试。先问：它能不能被2分解？如果不能，再问：它能不能被3分解？这样一个个试，直到根号N为止。如果到根号N都分解不了，说明它是个质数。由此可见，尝试的次数大约是根号N。

这是个特别简单也特别愚笨的算法。如果N表示成二进制有n位数，也就是N约等于2n，那么计算量就约等于根号N即2n/2。这正是指数增长，所以随着位数的增长，计算量很快就爆炸了。

显然，数学家不会满足于这么愚笨的算法。经过几百年的研究，人们提出了很多改进的算法，目前最高效的算法叫做“数域筛”（number field sieve）。这些算法确实快了很多，然而在基本面上没有变化，计算量仍然是指数增长的。

比如说，一台计算机每秒做一万亿次运算，它用数域筛算法分解一个300位的数字需要15万年，分解一个5000位的数字需要……50亿年！地球的年龄也不过是46亿年而已！所以，因数分解仍然是一个难题。

奇妙的是，分解不开对我们是一件好事，——可以用来保密。当今世界最常用的密码体系之一叫做RSA，它就是基于因数分解的困难性设计出来的。RSA这个名字，是三位发明者李维斯特（Ron Rivest）、萨莫尔（Adi Shamir）和阿德曼（Leonard Adleman）的姓氏首字母缩写。

RSA密码体系的三位发明者

大致而言，RSA的操作方式是这样的。让我们把信息的发送方叫做Alice，接收方叫做Bob。

首先，Bob取两个很大的质数p和q，求出它们的乘积

N = pq。

这一步是很容易的。但是如果有人只知道N，想求出p和q，就是很困难的。

然后，Bob把N向全世界公布，这叫做公钥。把p和q藏好不公布，这叫做私钥。

注释一下，密码学里的密钥这个词念mì yuè。钥匙的钥（yào）这个字是个多音字，在这里念yuè。你去百度一下或者翻一下字典，就能找到这个答案。

百度百科的密钥词条

然后，Alice把想发送的信息用公钥N加密，用公开信道发给Bob。Bob拿到密文，用自己的私钥p和q就可以解密。其他人虽然拿到了密文，但分解不开N，算不出p和q，所以无法窃密。

公钥密码体制

这确实是一个非常巧妙的思想。在这个意义上，我们平时的网购、网上银行、浏览网站等习以为常的做法，都是依靠因数分解的困难性保驾护航的。经常有无知的人说，学数学有什么用，又不能用来买菜。但实际上，如果没有数学，你买菜的时候钱早就被别人转走了！

然而，RSA真的可靠吗？这其实并没有证明，只是个经验而已。

永远不能排除这种可能：将来有个聪明人发明一种高效的算法，一下子就解决了因数分解。甚至还有可能，这样的算法已经发明出来了，只不过没有公布。

设想一下，如果你是美国情报部门的领导人，你的手下有人发明了破解RSA的算法，你会公布吗？显然，你更可能采取的做法是闷声发大财，在暗中破解别人自以为安全的密码。

斯诺登**五眼联盟

如果说这些担心是“隐患”，那么量子计算已经带来了一个“明患”。前面谈的因数分解算法都是经典计算机上的算法，其中最高效的是数域筛。但是在1994年，美国科学家肖尔（Peter Shor）提出了一种高效的量子因数分解算法。

彼得·肖尔（http://www-math.mit.edu/~shor/）

高效到什么程度呢？分解一个n位数的计算量大约是n2。跟以前的指数增长相比，这是一个指数级的节约。举个例子，同样还是分解300位和5000位的数字，量子算法会把所需时间从15万年减到不足1秒钟，从50亿年减到2分钟！

现在，大家明白量子计算的威力了吧？

许多媒体说，量子计算机可以破解全世界所有的密码。这话基本是可以成立的，很有可能现在的各种密码都会被量子计算破解。不过要加个限制条件，——除了量子密码之外。

只有魔法才能打败魔法，只有量子才能打败量子。量子密码保密的基础是物理原理，而不是数学，所以即使是量子计算也无法破解。关于量子密码，我们会在后面介绍。

话说回来，量子计算只是在算法层面破解了RSA。而在硬件层面，量子计算机还远没有达到实用的程度。迄今为止，量子分解的最大的数是

291, 311 = 523 × 557。

这是科大的杜江峰和彭新华等人在2017年实现的，他们在算法上又做了不少改进（https://arxiv.org/abs/1706.08061）。

杜江峰和彭新华等人2017年用量子算法分解291311的论文（https://arxiv.org/abs/1706.08061）

这离破解RSA有多远呢？目前常用的RSA密钥长度是1024，也就是说，密钥是二进制的1024位数。上面提到的291, 311是一个十进制的六位数，换算成二进制是一个19位数，离1024位还远。

因此，我们现在还在用RSA。但数据安全工作者都知道，这种状况不会持续太久了。

例如谷歌CEO预测，加密技术的终结可能在5年内到来（美国哈德逊研究所发布《高管的量子密码指南：后量子时代中的信息安全》| 中国信息协会量子信息分会）。在我看来，无论是5年、10年还是15年，这个具体的时间并不重要，真正重要的是要意识到这个明确的趋势，未雨绸缪。

谷歌首席执行官预测，加密技术的终结可能在5年内到来

那么，量子计算什么时候能实用呢？下次，我们就来介绍这方面的进展。

扩展阅读：

让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（一）量子是什么 | 袁岚峰

让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（二）量子力学三大奥义 | 袁岚峰

让中央集体学习的量子科技究竟是啥？这个科普我已经做了五年（三）量子纠缠 | 袁岚峰

你完全可以理解量子信息（8-10）| 袁岚峰

量子科技对中国有多重要 | *

中科大袁岚峰：什么是量子科技？当前都有哪些应用？

中国超算全自主，重夺第一已出发 | 袁岚峰

量子计算机强在哪里？不是因为能存下全世界的信息 | 袁岚峰

美国哈德逊研究所发布高管的量子密码指南：后量子时代中的信息安全 | 中国信息协会量子信息分会

背景简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。责任编辑：孙远

杜牧的“停车坐爱枫林晚”，到底是何意思？康震水平因此遭到质疑

在《中国诗词大会》曾经的一期节目中，康震现场作图，画“停车坐爱枫林晚”，结果引发了巨大的争议。知名教授孙绍振直接“开炮”，直指嘉宾康震、王立群水平不行。

孙绍振说他们在节目里，误读了“停车坐爱枫林晚”中的“坐”字。并且还说，“坐”字释义，就连小学三年级的学生都会。

那么，“停车坐爱枫林晚”中的“坐”，到底是什么意思呢？这里的“坐”，应理解成“因为”。不管康震画的那幅画，究竟是什么样，也不管他画对没有，因为这并非下面要讨论的重点。

下面主要想讨论的是，这个“坐”字，为什么是“因为”的意思。以及康震或者别人的画中，杜牧到底该是站着还是坐着。

在《王力古汉语字典》里，坐字一共有5种意思。其一，就是指动作，比如席地而坐；其二就是座位的意思；其三是因……犯罪或者犯了错误；其四是因为的意思；其五是指诉讼。

在杜牧的《山行》里，“坐”字显然不可能和“诉讼”和“犯罪”有关联。也不应该是指“座位”，否则，看风景的家伙就从“人”变成“车”了。

所以，可以直接排除第二、三、五的选项。剩下的两个选项，一个就是动词坐下，另一个就是联词“因为”。

那么在这里，它为什么不会是“坐下”的意思呢？有人说，那是因为“停”是个动词，“坐”又是个动词，“爱”还是一个动词。三个动词连用，不符合汉语的习惯。

但是这种说法，我没有在相关书上找到出处。古汉语到底可不可以“三动词连用”呢？这个还希望有知道的老师能替我解惑，先行表示感谢。

个人认为，在杜牧的这句诗里，“坐”不应该是动词的理由是：杜牧从一开始就是“坐”在车上的。

中国古代的一些战车上面，会有士兵持戟直立。但是一般的马车、驴车，驾车的人都是坐在车上。因此，杜牧根本没有必要去强调，他“坐”下来了。

他只需要交代一个“停车”的事实，大家就会自然而然地知道他当时坐在车上。反倒是他假如突然站立起身，或者下车步行，倒是可以写上一笔。

中国古代的七言古诗，是非常凝练的文学作品。它一共就只有28个字，却要表达足够丰富的内容。古人作诗的时候讲究炼字，绝不会浪费任何一个字在不必要的地方。

因此，这个“坐”字唯一的释义，就只能是“因为”。杜牧通过“因为”这个联词，对停车的理由进行了强调。为什么要停车呢？因为寒山上的风景太美了！

所以，从这种解释看起来，即使康震在作画提示的时候，画了一个人坐在那里看风景，也不能说明他就一定画错了。

杜牧虽然用“坐”字当关联词，交代了停车的行为。但是这种交代，和他当时是坐是立没有半毛钱关系。并且杜牧当时坐在车上欣赏风景的概率，依旧比他下车步行的概率更高。

不过非常可笑的是，自从被“普及”了“因为”这个解释以后，在这句诗相关的插画里，纷纷安排杜牧“步行”，而目的可能只是为了显示自己读过小学三年级罢了。

这件事说明了有一些人尽管是把课本读熟了，但是他们并没有对课文的内容，进行深入地思考，只是一味地人云亦云罢了。

中国古代汉语里面，一个字就是一个词，所以这一个字往往包含了很多种意思，而有一些意思，在现代汉语中已经不常用了。

我们读古代的诗词，如果书上没有详细地注释的话，按照如今的字面意思去理解，经常会有偏差。比如说，前一段时间在网上还看到有一个人在谈选书。

这人说，看到那某出版社出一本古诗鉴赏词典，把文天祥《得儿女消息》中“肮脏到头方是汉”的“肮脏”，解释成脏到了极点，才像是男子汉。于是，他马上就把那本书给扔了。

当时我感觉非常奇怪，“肮脏”一词在《现代汉语词典》上目前就只有一个解释，意思是不干净，难道还有别的解释？后来查《辞海》发现，原来“肮脏”的“肮”还有一个读音，读kàng。

当它读这个音的时候，“肮脏”，也可以写成“抗脏”，的意思变成了“高亢刚直貌”。这个词出自《后汉书·赵壹传》：伊优北堂上，抗脏倚门边。

这个词的这种冷门读音和释意，现在已经完全被现代汉语所抛弃，现在无论是在常用的《现代汉语词典》，还是在王力的《古汉语字典》上都查不到它。

古汉语字、词古今异意的数量不在少数，除了意思不同，古今发音不同的更是多如牛毛。比如杜牧的这首《山行》，诗中第一句“远上寒山石径斜”的“斜”，就有两个不同的读音。

国家一直在想办法规范汉语字词的意思和读音，结果引起了很多的争议。比如最近也有网友说，新一轮的读音规范中，把“密钥”的“钥”读音改成了“yuè”，而过去我们都是读“yào”的。

难道教育部门的人是故意将错就错，根据普通的人的习惯，来更改汉语字词读音的吗？同样是“钥”字，你要怎么向小朋友解释，它在“密钥”里读“yuè”音，在“钥匙”里读“yào”音呢？

然后我默默地翻了一下词典，发现“钥匙”本来就有两个读法，其中一个还真就读“yuè”。并且这种读法，还不是最近才加上的。至少我们家那本80年代出版的词典里，就有这个读音了。

最后说回正题，“坐”字在“停车坐爱枫林晚”里面当关联词“因为”讲。

无论古今，一个人在普通情况下乘车出行，必然是坐着的。因前面提到了“车”，就已经包含了“坐车”的意思，所以杜牧不必在诗中重复地强调他“坐着”。

杜牧写“坐”，是取“因为”之意，强调他“停车”的理由，是为了能引起大家的重视。他想说明的是：寒山上的“霜叶红于二月花”，简直太美丽了！

但是需要指出的是，无论康震在节目上画的杜牧是坐在车上，还是在下车步行，都无关于他对本诗的理解。杜牧不写“坐着”，正是因为他已经通过“停车”暗示了他当时就是坐车的。

因此，一切将“停车坐爱枫林晚”的场景，刻意画成杜牧在车前、车后、车左、车右步行的人们，虽然也不能算画错了，但是却有点“未能深入理解课文，想当然‘跟风’”的嫌疑。