量子暗号
しかし量子もつれを配送するE91プロトコルは、BB84に対する攻撃手法と類似の手法で偽のベル状態を正規ユーザーに測定させる攻撃手法がある 。
現在までの実験では、光ファイバーを用いた場合、公称でも200キロメートル程度が伝送距離の最大であって、これでは長距離通信は不可能である。さらに劇的に通信距離を伸ばすには、量子もつれを用いた量子中継や、人工衛星を用いたシステムといった手法を導入する必要があると思われる 。
ただし前述のシャノンの完全秘匿の定義からは、鍵列の各ビットは互いに独立でかつ各鍵列は等確率で出現する独立同分布である必要性に注意を要する。 独立同分布でない性質から解読された例としてベノナ計画がある。一方で、BB84に代表する Prepare-and-Measure 型の量子鍵配送では、配送された鍵系列が独立同分布に近くとも盗聴者にとって完全には独立同分布にならないことは知られている 。 この場合、配送された鍵系列が独立同分布にはならないことから、部分的既知平文攻撃により残りの鍵系列の推定に成功する確率が導出されている。 そして本結果は、H. P. Yuen が2016年に出版した結果と一致し 、 2010年度にもすでに同氏により指摘されていた。 2018年時点では S. Wehner により「攻撃者の計算能力に制限がある場合には 情報理論的安全性 をもつ認証鍵の配布が可能」との見解が示されているものの 、量子鍵配送は「計算能力に制限のない攻撃者」を想定している。そのため当該目標を達成するには、他の解決策が望ましいと考えられる。
つまり前述の意味で、厳密には盗聴行為を検知する方法はないと言って良い 。
例えば(近似的な)単一光子に基づくプロトコルの場合、受信側の光子検出器が誤って光子を検出してしまう場合があり(暗検出)、これが安全性に影響を与える。特に光ファイバーを介して送信を送る場合、非常に多くの光子が伝送途中で損失してしまうため、遠距離通信の場合には、暗検出の中に本物の信号が埋もれてしまう。
例えば2007年の三菱電機の発表によれば、100キロメートル以上の伝送の場合、途中で傍受し鍵を複製した後、光の強さを調整すると検出器(受信者ボブ)のノイズにより傍受の検知ができなくなるという。同社は秘密鍵の作り方で対抗する考えだという。暗号技術はすべて、暗号化方式や伝送方式だけで安全性が確保されるわけではなく実装技術が大事であることを示している。量子暗号でも例外ではない。
以上の過剰な防御手段は、完全に近い安全性を実現する上ではやむを得ない。
ただし、上記の安全性の証明は、通信を途中で傍受するタイプの攻撃が念頭にある。このほかにも、通信相手になりすます、配布が終了した後の鍵を盗む、暗号化の前や平文に直した後を狙うなどといった攻撃がありうる。 また、量子暗号だけでなく通信機器全般に言えることではあるが、例えばバックドアを仕掛ける攻撃もありえる 。 一般的に暗号では理論上の安全性が実装上の安全性をそのまま意味するわけではない。
たとえば日経サイエンス増刊号では、「アーター・エカートの量子暗号(1991年考案、E91プロトコル)は、光子を送信時まで安全に保管でき、通信会社や装置メーカーによっても破られないことが証明されている」とされている。