随着手机应用程序越来越受欢迎，以支付收银机和燃气泵的购买费用，用户希望知道他们的个人财务信息是免受网络攻击的。研究人员首次展示了一种可以从手持设备向终端发送牢不可破的密钥的原型设备。

　　在光学学会(OSA)期刊Optics Express中，研究人员提出了一种方案，用于以足够高的数据速率传输量子密钥，以确保数据安全性，同时补偿人手不可避免的运动。他们的原型系统使用超快速LED和可移动镜子，以0.5米的距离以超过30千字节/秒的速率发送密钥。

　　牛津大学的Iris Choi说：“我们的想法是，这个小工具将是一个可以解决固定问题的移动对象。” 例如，如果集成到蜂窝电话中，则该设备可以允许到近场通信移动支付系统和室内Wi-Fi网络的安全链路。它还可以提高ATM的安全性，并有助于防止ATM撇取攻击，估计每年造成行业损失超过20亿美元。

　　钥匙由光制成

　　该技术是量子密钥分配系统。量子密钥分发依赖于单个光子的特性来提供一个位 - 1或0 - 来构建可以加密和解密信息的加密密钥。量子密钥被认为是安全的，因为如果有人拦截量子位然后传递它们，那么测量它们的行为将改变它们。

　　“当窃听者试图进入频道时，它会改变密钥的内容，”Choi说。“我们并不是说这种技术可以防止被窃听，但如果你做窃听，我们就知道你在那里。”

　　该系统包含六个谐振腔LED，可提供重叠的光谱。六个中的每一个被过滤成不同的极化，分成对以表示1和0 - 水平或垂直，对角线或反对角线，圆形左或圆形右。圆极化LED提供键的位，而其他对用于测量通道的安全性并提供纠错。每隔四纳秒，其中一个通道以随机模式产生一纳秒脉冲。另一方面，六个偏振接收器从其匹配的LED中拾取光并将光子转换为键。

　　重要的是不要让潜在的对手知道哪个通道具有哪种极化，因为这会显示哪些位被发送，但每个LED发出的波长总会有一些微小的变化，这可以用来识别它们并给出一个黑客一种打破代码的方法。研究人员通过为发射器和接收器配备仅选择一部分光的滤光器来解决这个问题，因此无论它们产生哪种偏振，它们都会以完全相同的颜色发光。

　　转向梁

　　量子密钥必须足够长，以确保对手不能简单地通过随机猜测来破解它。这要求系统在不到一秒的时间内传输大量的比特。反过来实现如此高的数据传输速率需要大多数光子到达它们应该去的地方。

　　因此，Choi说，原型车最重要的创新是转向系统。即使是那些试图完全握住的人也会有一些动作。研究小组通过观察激光指针的位置如何试图保持稳定来测量这一动作。然后，他们优化了光束转向系统的设计元素，例如带宽和视野，以补偿这种手部运动。

　　为了帮助探测器与发射器正确对准并进一步校正手部移动，接收器和发射器都包含一个明亮的LED，其颜色与作为信标的量子密钥分配LED不同。另一侧的位置感测探测器测量信标的精确位置并移动微机电系统(MEMS)镜以使入射光与探测器的光纤对准。

　　该团队使用现成设备制造的手持式原型测试了他们的想法。Choi表示，设计可能很容易小型化，以便将系统变成手机的实用组件，这些手机来自参与该研究的诺基亚等品牌。在保持相同硬件的同时改进协议也可以提高传输速率，并且可以进行其他改变以使设备在更长的距离上工作，例如，与Wi-Fi集线器连接。