BB84 攻防模拟器实战

先备导航：你需要 071（BB84 原理与 25% 错误率）、029（真随机）、002（测量扰动）、091（统计呼吸）。

下一篇预告：095《在模拟器上跑一遍表面码 cycle》。

BB84 攻防模拟器实战

军队不上战场怎么学打仗？沙盘推演。密码学同款：BB84 的攻防，不上光纤也能玩——一台笔记本电脑、几行代码，你轮流扮演发方、收方、窃听者三个角色，把 071 篇的每一个数字亲手"跑"出来。

本篇就是那份沙盘推演手册。071 篇的三个关键数——保留率 50%、全窃听错误率 25%、漏网概率 10⁻¹³——今天全部落地成你自己的实验记录。

沙盘规则

071 篇协议的落地版，三个角色的操作手册：

• 发方：每个比特，随机选一套基（"+" 或 "×"）、随机选一个值（0 或 1），把"偏振光子"发出；
• 收方：每个比特，随机选一套基测量——记下（基，读数）；
• 公开环节：两边公布各自选基序列（只公布基，不公布值），保留基相同的比特——这就是协商出的密钥；
• 窃听者：想在半路读光子——她必须选基测量（不测读不到），选错基就把光子"测坏"再重发。

实验一：无窃听基准线

发方 1000 个光子，无窃听，跑一遍：

• 保留约 500 个比特（同基率 50%——两个随机选基对上的概率）；
• 保留段的错误率 约 0%（模拟器设备理想）。

实验二：全窃听——25% 的现场

窃听者上线，截下每一个光子再重发。保留段错误率立刻跳到——约 25%。

071 篇的这个数字今天亲手跑了出来，账也当场能对：她选错基的概率 1/2 × 选错基时读数被扰动的概率 1/2 = 1/4。发收双方抽样 100 个保留比特比对：全对的概率 (3/4)¹⁰⁰≈3×10⁻¹³——一千亿次才漏网一次。窃听者在量子链路上不存在"低调"的全量选项：读就必被抓。

实验三：低调窃听与"疑罪从有"

狡猾一点的窃听者：只截 10% 的光子。错误率掉到约 2.5%——低于朴素警报线，看起来混过去了？

这正是真实协议设计的现场：实战系统把警报线收紧（比如 1% 触发中断），并补上最后一件武器——隐私放大：双方把协商出的密钥做一次公开的"压缩搅拌"（哈希运算，术语就叫这个名），哪怕窃听者只漏网了少量信息，也会被搅拌稀释到不可用的地步。

攻防到此合龙：QKD 的安全哲学是"疑罪从有"——不赌窃听者低调，而是假设任何低于警报线的残余泄漏都存在，然后用信息论把它挤干。071 篇说"物理保证"，本篇补全：物理保证（必被抓）+信息保证（稀释残余）=完整防线。

模拟器的诚实注脚

两条注脚，防止沙盘学成错觉：

• 模拟器的"随机"是伪随机数（程序生成）——071 篇的"物理保证"在沙盘里没有物理，模拟的只是概率结构；真随机那半（029 篇）由真设备补足；
• 模拟器不模拟设备漏洞（071 篇滤镜第三条的回响）——真实系统的攻击历史全在"侧信道"（探测器、光源的缺陷），沙盘里 E 只能正面攻，真实世界的窃贼从不正面攻。

把类比拆掉

沙盘借了哪里：

• 不像之一：军事沙盘的随机性是掷骰子（人定的概率）；BB84 沙盘的随机性是协议设计者写死的代码——它演示的是"如果概率如此，攻防如此"，不是"物理如此"。沙盘学策略，真机学工程。
• 不像之二：沙盘可以无限重来、无成本试错；真链路的光子一次一毁（028）——推演里养出的直觉可以带上战场，操作肌肉要在真设备上重练。

带走的行李

1. 三个数字亲手跑出：保留率 50%（同基率）、全窃听 25%（选错基×扰动，1/2×1/2）、漏网 10⁻¹³（抽样百比特）——071 篇的数字从"背下来"变成"跑出来"。 2. 攻防合龙：低调窃听可压错误率，但警报线收紧+隐私放大接力——QKD 哲学是疑罪从有：物理保证必被抓，信息保证稀释残余。 3. 沙盘的两条边界：伪随机无物理、设备漏洞不模拟——模拟学策略，真机学工程（两副肌肉别混练）。

下一站的钩子：沙盘护密钥，下一站护量子态本体——在模拟器上跑一遍表面码的一轮巡逻：稳定子怎么读、校验子怎么指错、纠正怎么落子——055 篇的棋盘，今天亲手上脚。095《在模拟器上跑一遍表面码 cycle》。

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