量子密码技术

根据海森伯不确定性原理,任何窃听者都不可能窃听量子通信中的信息不被发现.文章对经典密码和量子密码的密钥生成与分发作了分析和介绍.并介绍了当前实验研究的进展.     

量子密码的窃听检测

量子密码是密码学与量子力学相结合的产物.它具有得天独厚的优势并逐渐成为下一代密码技术中的重要研究分支.与经典密码相比,量子密码最大的优势就是它的可证明安全性和可检测性.分析了量子密码协议中的窃听检测过程并给出一个新的量子密码协议方案.     

量子密码术及其通信

根据海森伯不确定性原理,任何窃听者无法窃听量子密码通信中的信息而不被发现,本文主要讲述了量子密钥生成与分发的基本原理,举例进行了说明,并介绍了两种量子密码系统。     

量子通信的今生与未来

随着现代计算机计算能力的快速发展,目前常用的密码体制已无法满足对信息保密的需求,而量子通信的出现解决了这一问题.量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式.量子通讯是近20年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域.与传统的通信方式相比,量子通信具有容量大、速度快和保密性好等特点,量子通信的传输速度比光速高4个数量级,且基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听、计算、破解的绝对安全性保证,原则上实现了不可被破译的完美通信.     

量子通讯的基本协议

量子通讯是当今的热点技术之一 ,是量子力学和密码技术相结合的产物 .量子通讯协议是实现量子通讯的基础 .通过介绍量子密码理论基础与基本原理 ,简要说明了量子通信基本方式和BB84协议、B92协议和相关粒子协议 ,这 3个协议是基本的密钥分发协议 ,并且指出了发展量子密码存在的一些问题 ,单光子产生的探测以及对波函数的进一步理解具有重大的理论和实际意义     

基于EPR纠缠对的量子密钥分配安全性论证

基于量子物理原理的量子密码术已被证明是保密通信中密钥安全分配的有效手段。本文介绍了量子密码的基本原理以及实现量子加密的几种方案,并主要论证了在EPR纠缠对的密钥分配机制利用Bell不等式验证有无窃听者存在,还讨论了量子密码通信的历史发展和指出现存在的问题以及未来的发展前景。     

超导信道的量子密码通信

量子密码通信是一种新的密钥通信方法，可以发现任何窃听者。现有的量子密码通信基于弱光传输。这里提出一种以超导信道中的约瑟夫森电子干涉效应为基础的量子密码通信方案，并讨论了其可行性和保密性     

改进的基于量子信道加密的量子秘密共享协议

改进了一个基于量子信道加密的量子秘密共享协议,原协议曾被证明是不安全的.改进协议不仅解决了原协议存在的安全问题,而且节约了资源并提高了窃听检测率.在改进协议中最重要的特点是即便窃听者中途放弃了窃听,该窃听者曾经的窃听行为仍然有一定的概率被检测到.     

量子区分与量子克隆简述

在经典信息理论中,编码状态可以精确复制与区分;而在量子信息中,由于态的叠加性存在,使得非正交态不可区分,量子态不可复制与删除.但是,量子态的区分和克隆在新型的量子信息科学中具有广泛的应用,例如量子密码的接收和窃听等.本文简要介绍量子态的区分和克隆的数学概念及相关研究结果.     

SIP协议量子身份认证与密钥协商方案

针对现有SIP协议安全方案无法检测窃听、以及经典密码体制面临量子计算攻击时的脆弱性问题,提出了一种将量子用户身份认证及密钥协商与SIP协议结合的方案。SIP服务器制备三粒子W态并将其中两个粒子分发给SIP用户,首先对随机插入的粒子进行测量以检测窃听,然后通过量子操作与测量验证用户身份;密钥协商阶段,三方不需制备与分发新的W态,仍基于持有的W态进行随机测量,SIP用户根据有效测量结果生成初始会话密钥.性能分析表明本方案能够对抗伪装攻击与窃听攻击,有效提高SIP协议安全性。     

基于量子直传协议的安全即时通信系统模型设计

量子密码通信是目前公认的唯一的绝对安全的通信方式,任何获取量子信息的操作都会因破坏量子态而被通信双方发现,从而根本上杜绝了信道窃听的存在.研究了量子直传乒乓协议的工作原理和安全特性,提出了基于P2P网络技术和量子直传乒乓协议的安全即时通信系统模型,该模型可以在保证准安全的前提下,允许通过量子信道直接传送明文.     

一种基于无相互作用测量的高效密钥分配方案

研究了别人提出的一种基于无相互作用测量的量子密码分配方案 ,然后分析了该方案限制密钥传送效率的三个因素 ,提出了自己的改进方法。考虑了两种窃听攻击 ,并讨论了该方法如何防止这些窃听 ,以及如何利用保密放大技术从原始密钥序列中提取高度保密的次序列     

量子计算的挑战与思考

量子计算时代使用什么密码,是摆在我们面前的紧迫的战略问题,研究并建立我国独立自主的抗量子计算密码是唯一正确的选择.从基于HASH函数的数字签名、基于格的公钥密码、MQ公钥密码、基于纠错码的公钥密码4个方面讨论了抗量子密码的发展现状,介绍了自己的研究工作,并从量子信息论、量子计算理论、量子计算环境下的密码安全性、抗量子计算密码的构造理论与关键技术4个方面给出了进一步研究的建议.     

两种典型的量子通信技术

量子通信是量子信息中的一个重要分支．而其中最典型的量子通信技术是量子隐形传态和量子密码通信．文章介绍了量子通信中量子叠加和量子纠缠的概念．并介绍两种量子通信技术的理论框架,同时也涉及了这个领域的实验研究进展．     

量子密码技术在网络安全中的应用

网络安全的研究中最主要的技术之一是加密技术,现在普遍采用的加密技术采用的体制是RSA体制,这一体制在目前还不能被人为攻破,但它并不是一个理论上不能攻破的体制.量子密码技术把量子应用于密码体制中,以量子理论中的测不准原理为基础设计出理论上无法攻破的绝对安全的密码体制.     

基于极化码的单步量子密钥分发后处理

量子密钥分发结合一次一密的加密方案可以在理论上保证通信的无条件安全性。然而,量子密钥后处理过程中的误码纠错和密性放大两个步骤引入了较高的处理延时,影响了最终安全密钥生成速率以及量子密钥分发系统的实用性。故此,本文提出一种基于极化码的单步高效量子密钥后处理算法,根据Wyner窃听信道模型分析合法通信双方以及窃听者的信道容量,设计可同时满足可靠性和安全性的极化码码字结构用于量子密钥分发后处理,从而实现在一次编译码步骤中同时完成误码纠错和密性放大,将两个处理步骤合二为一,降低了系统复杂度和处理延时。实验结果表明,在量子比特误码率[0,0.08]范围内,所提出算法可同时满足纠后误码率10-7的可靠性条件以及窃听信息量10-14的安全性条件,码长为220比特时,译码吞吐率可达3Mbps,采用并行算法的译码吞吐率可达86Mbps。     

实验实现光学量子棘轮（英文）

粒子在外势场中的演化可以用薛定谔方程描述.研究发现可以用光场的相位调制模拟粒子的外势场,只要制备出感兴趣的位相分布调制,就可以利用光束的演化模拟粒子在外势场中的演化.实验上利用相位镜产生锯齿状的外势,从而在全光系统中实现了量子棘轮,用肉眼就可以看到22步的棘轮效应.进一步还演示了棘轮效应中的量子共振现象.本工作实现了用经典光模拟量子粒子的演化,从而可以研究其他有趣的量子现象.     

微腔中基于原子系统三比特量子交换门的实现

在微腔中通过Raman作用,在原子系统中实现了三比特量子交换门.方案中由于原子与腔之间没有量子信息的交换,可以忽略腔衰减的影响.这极大地提高了该方案在实验中实现的可能性.     

PBKZ算法及其在格挑战中的应用

格是欧氏空间R~n中的离散加法子群,格上的许多计算问题被证明是NP-hard,常用来作为公钥密码体制的底层困难问题.目前基于量子计算机模型的量子算法也难以高效求解格上的困难问题,因此后量子时代下格密码学受到了越来越多的关注.最短向量问题(Shortest Vector Problem,SVP)是格上的计算困难问题,格基约化算法是求解SVP问题的一个有效算法,该算法可以找到格中的一些短向量.YOSHINORI等人在2016年欧洲密码年会上提出Progressive BKZ算法,是目前格基约化算法中最为高效的算法之一.详细介绍了PBKZ算法,分析了它的运行机理及其内在特点,然后在Linux系统下成功调试了PBKZ算法库,并针对Darmstadt格挑战展开了一系列实验,最终在600维和725维两种情形下取得了目前国际上最好结果.     

Simon算法对SIMON密码的密钥恢复攻击

近年来,随着量子技术被应用到密码算法的安全性分析中,经典密码算法的安全性受到了极大的威胁.将Simon量子算法应用到SIMON密码的分析之中,成功构造一个周期函数,将3轮SIMON密码与随机置换区分开.随后对该周期函数满足Simon问题条件的参数进行估计,找到且证明其存在一个上界,从而计算出SIMON32/48/64这3类密码对应参数的上界值.最后通过分别构造加密和解密过程相应的区分器,对6轮SIMON密码进行了密钥恢复攻击,得到了4个轮密钥,并给出了该攻击的时间复杂度.