如何在不泄露秘密的情况下探测核弹头

核军备控制是一场关乎信任和秘密的高风险游戏。为了使军备控制发挥作用，同意限制的政府需要知道，当他们放弃核弹头时，对手国家也会这样做。

然而，即使放弃核弹头，一个国家也不想透露有关该武器的所有信息。相反，政府希望对他们的末日炸弹的工作原理保持一定的秘密。因此，人们希望有一种工具可以证明某物是核弹头，而又不暴露其内部工作原理。

“零知识证明”可能就是这样一种解决方案。该术语源自密码学领域，由麻省理工学院的研究人员在 20 世纪 80 年代发明。

为了使零知识证明发挥作用，它必须满足三个标准。第一，当陈述为真时（“这是一枚核弹头”），验证该陈述的人会信服。第二，验证该陈述的人只会被真实的陈述所说服，并且通过多次验证尝试可以排除作弊行为（“这项测试始终表明，这个被当作核弹头的金属物体是一枚核弹头”）。

他的第三部分是，进行验证的人只会了解测试的真实性（“这是一枚核弹头”，而不是“这是具有这些特征的特定型号的核弹头”）。有关零知识证明的另一种解释，请查看约翰霍普金斯密码学家马修·格林 (Matthew Green) 对谷歌和帽子的解释。

大多数零知识证明都是数学模型。普林斯顿大学机械与航空航天工程研究生塞巴斯蒂安·菲利普 (Sébastien Philippe) 与美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室的其他研究人员合作，将这项技术从密码学应用到物理世界。他用气泡做到了这一点。

来自普林斯顿等离子体物理实验室：

这项研究用铝和钢立方体测试了检测能力，这些立方体排列成一个“真实”图案和多个假图案，结果发现该技术可以识别排列是否与“真实”图案匹配，而不暴露立方体的任何图案。如果用于测试核弹头，该系统首先需要有一个可验证的参考弹头。一旦配置了参考弹头，该技术就可以识别几乎相同的物品，而不会暴露弹头内部的任何工作原理。

今天发表在《自然》杂志上的完整研究部分由美国能源部国家核安全局资助。该资金来自验证技术联盟，该联盟由 13 所大学和 9 个国家实验室合作开发遵守核不扩散条约的技术和政策。换句话说，这是关于建立信任，同时让各国保守秘密。

请观看下面 Sébastien Philippe 的解释：