相對論密碼學：
1️⃣ 相對論承諾（Relativistic commitment）
利用：
- 光速限制
- 因果結構
實現：
無需計算假設的 bit commitment
👉 非常深刻方向
2️⃣ 位置基礎密碼（Position-based cryptography）
概念：
地理位置作為憑證
依賴：
- 時間飛行
- 相對論同步
👉 仍有安全性開放問題
利用光速限制與因果結構實現「無需計算假設的 bit commitment」，就是所謂：
👉 相對論式位元承諾
其安全性來自 狹義相對論的因果限制，而不是數學難題。下面用專業但清晰方式完整解釋。
上圖是一幅專業科學視覺化圖像，呈現相對論比特承諾（Relativistic Bit Commitment）協定的應用，描繪一個先進的量子密碼系統，其中兩個分離的參與方在彎曲時空中互動。
中央場景顯示兩個未來感量子終端，分別置於彎曲時空流形的不同位置，透過光錐與因果邊界相連。全息顯示器呈現二進位比特序列被承諾並鎖定於時間膨脹參考系中。畫面可視化承諾階段：加密比特被封存在量子態中，並受到相對論因果性約束保護。
發光軌跡顯示資訊流受到光速限制，形成不可破解的時間屏障。三維空間中漂浮廣義與特殊相對論的數學公式、明可夫斯基（Minkowski）圖，以及密碼學承諾協定。藍色與金色能量場代表協定的綁定（binding）與隱藏（hiding）特性。
高科技實驗室場景包含透明全息介面、量子電腦與時空可視化網格。整體表現專業科學、物理的精準，搭配光影、極高細節與擬真渲染，呈現愛因斯坦相對論與安全密碼承諾協定交會的前沿概念。
⭐ 一、bit commitment 的本質
Bit commitment 有兩個安全要求：
✔ hiding
接收者在揭示前無法得知 bit
✔ binding
承諾者不能改變 bit
👉 在傳統密碼學中：
- 完美 hiding → binding 破
- 完美 binding → hiding 破
這是 Mayers–Lo–Chau no-go theorem
👉 量子也不行
⭐ 二、相對論突破 no-go 的核心思想
關鍵觀察：
no-go theorem 假設單一代理
但在相對論中：
一個人可以有多個空間分離代理
並且：
無法超光速通訊
👉 這創造新安全資源：
⭐ spacetime separation
⭐ 三、基本協議結構
空間配置
4
參與者：
- Alice 有兩個代理 A1、A2
- Bob 有兩個代理 B1、B2
配置：
- A1 近 B1
- A2 近 B2
- A1 與 A2 相距遠（space-like separated）
👉 A1 ↔ A2 無法即時通信
⭐ 四、典型 relativistic commitment 協議
Phase 1 — commitment
Bob：
- 向 A1 與 A2 發送隨機 challenge
Alice：
- 用 bit b 計算 response
- A1、A2 同時回應
👉 Bob 保存 transcript
Phase 2 — reveal
Alice：
- A1、A2 同時揭示 b
- Bob 檢查一致性
⭐ 五、為何 binding 成立（核心物理）
假設 Alice 想作弊：
同時保持 0 與 1
但：
- A1、A2 在 space-like separation
- 無法共享新資訊
- 不能協調
👉 她必須預先固定策略
因此：
commitment 即固定
⭐ 物理安全性本質
利用：
- Minkowski causal structure
- no-signalling principle
- speed-of-light bound
👉 binding = 因果結構
⭐ 六、為何 hiding 成立
Bob 只看到：
- 隨機挑戰回應
若協議設計正確：
- transcript 對 b 無資訊
👉 信息論 hiding
⭐ 七、最經典具體實例（Kent protocol）
提出者：
- Adrian Kent
基本形式：
commitment
Bob → random strings
Alice → responses dependent on b
reveal
Alice → reveal b + data
Bob → cross-check both sites
👉 已實驗驗證
⭐ 八、直觀理解（重要）
可以把它想成：
Alice 在兩個星球
她要同時向兩個 Bob 回答
但：
- 兩星球距離太遠
- 無法即時協調
👉 commitment 被「鎖在時空」
這是最直觀理解
⭐ 九、與量子 no-go 的關係
量子 no-go 假設：
- 單實驗室
- 可全局 unitary
但 relativistic：
無全局控制
👉 loophole
⭐ 十、研究意義（非常深）
相對論密碼學展示：
物理定律可替代計算假設
這是：
- physics-based security
- device-independent crypto
- spacetime crypto
核心例子
⭐ 十一、當前限制
✔ 優點
- 信息論安全
- 無數學假設
- 可實驗
❌ 缺點
- 需多地點實驗室
- 時間同步
- 實作成本
👉 仍屬專用場景
