基于BDD的Grover算法仿真

为了解决仿真量子计算过程中复杂性随量子比特数的增加呈指数级递增的问题,采用二项决策图(BDD)表示矩阵算子仿真Grover提出的量子搜索算法.BDD利用矩阵算子在量子计算过程中呈现出的结构化特性,可以高效地压缩存储空间并实现在压缩数据结构上直接进行矩阵的各种运算.利用改进的BDD实现了仿真过程需要的各种矩阵运算,用C++编写的程序对Grover算法的实例进行仿真,最后从多个角度对违反直观的实验结果进行了分析,阐述了量子算法的内在并行性.     

一种改进的量子Grover算法

Grover提出的量子算法,在2n个元素的无序数据库中搜索到m个目标解,其搜索时间复杂度为O(2～(1/2)n/m)。但是当目标解m>N/4时,搜索的成功概率迅速下降,且当m=N/2时,算法失效。提出了一种改进算法,当m>N/4时,仅用一次搜索就能以不低于98.01%的成功概率搜索到目标解。     

Grover算法量子处理架构的设计与模拟

针对混合架构经典-量子算法的量子算法处理单元,设计基于Grover算法的量子处理架构.将一种用于量子计算仿真的量子程序设计语言引入Grover量子搜索算法中,并在Linux操作系统中进行执行与模拟.结果表明:所提架构可以提高量子搜索算法的执行性能;利用反馈调节可以有效地实现量子搜索算法的最佳性能.     

基于Grover算法的量子多用户检测

经典的多用户检测技术，其求解最优解的时间复杂度为0(2n)，这是一个NP难解问题．在Pauli算子的基础上建立量子多用户信道模型，给出利用Grover算法的多用户检测解决方法．该算法的时间复杂度为O(√2n)，并且当2n足够大时，其错误的概率趋近于0．     

利用RSA算法实现数据加密

介绍了DES数据加密方法及其优缺点,论证了RSA算法的加密过程,并提出了实现数据加密的较好方法。     

量子算法探讨

量子计算是一门新兴的交叉学科,而量子算法则是该学科中的核心内容。在这篇短文中,我们简要叙述了量子算法研究的历史和近期的发展,勾勒出了此学科的框架结构,有助于研究者的了解及更进一步的研究工作。     

一类选择性图像加密方案的安全性分析

对一类选择性加密方案的安全性进行了分析,并根据图像相邻像素相关性的性质,利用密文中泄露的信息和已知明文攻击方法,给出了针对此类加密方案的攻击方案.通过实验验证了攻击方案的有效性.实验结果表明,对于相邻像素相关度较高的图像,利用密文中未加密的信息可以用较少的明文恢复出较多的明文信息,说明了此类选择性加密方案对于相邻像素相关度较高的图像是不安全的.最后,针对已知明文攻击,对选择性加密方案提出了改进意见.     

可搜索加密的安全性研究进展

可搜索加密是一种在云计算和大数据环境下解决数据安全和隐私保护问题的关键技术，其允许用户在不解密的情况下，对加密数据进行安全搜索。然而，近年来针对可搜索加密的攻击研究层出不穷且破坏了安全搜索的功能。为了深入理解可搜索加密的安全性，对可搜索加密的安全性研究进展进行梳理和探讨。可搜索加密主要分为公钥可搜索加密和对称可搜索加密。首先介绍了公钥可搜索加密的概念，现有公钥可搜索加密方案面临着用户隐私、关键词猜测攻击和密文关键词等值测试等严峻的挑战，并给出具体的解决思路与方法。进一步阐述了对称可搜索加密的安全模型，对称可搜索加密方案的攻击方法和防御方法。最后，讨论了可搜索加密需进一步研究的问题和未来发展方向。     

交互式有线电视系统中数据加密的研究

随着交互式有线电视系统的发展，在有线电视网络中进行数据加密来维护使用的正当权益势在必行，对目前采用的加密算法进行了分析，并由此对交互式有线电视网络中的采用加解密算法的机制进行了探讨。     

针对高级数据加密标准的最大差分功耗分析

在讨论AES功耗模型的基础上,提出了一种新的最大差分功耗攻击(MDPA)的方法.算法对被攻击的部分明文用猜测的密钥进行变换,采用差分的方法去除噪声,比较由变换后的明文和正确密钥产生的一组功耗值,通过寻找最大功耗值得到正确的密钥.采用MDPA方法和相关功耗分析的方法对AES进行了仿真攻击实验,结果证明了本文所提方法的有效性,同时也显示MDPA方法能够以合理的攻击代价显著增强相关功耗分析攻击的效果.     

可变旋转轴的Grover改进算法

为提高Grover算法的搜索效率,基于量子并行计算原理,提出了一种改进型的量子搜索算法.该算法在保证搜索成功概率的前提下,能将计算的迭代次数降低到Grover算法的1/3.理论推导和模拟仿真结果表明,该算法能明显降低计算量.     

Grover算法的非定域实现

用核磁共振技术目前只能做到对7个量子比特的演示计算。为此有人提出"分布式量子计算机"的方案。该文考察Grover搜索算法非定域实现,分析为实现这种非定域操作所需的Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)纠缠对资源。以2个量子比特为例,说明非定域实现Grover搜索的全过程,并推广到N个量子比特情况下非定域实现的资源需求情况。N为要搜索数据库的大小。结果表明,某些情况下,非定域Grover算法耗用比经典Grover算法更多个EPR对,甚至比经典计算机所用的资源还多,此时的非定域量子计算失去了量子计算的优势。     

八粒子量子态对彩色图像的存储方案

经典彩色图像的存储方法存在着数据量很大且很费内存等缺点,针对这些缺点,提出了一种在量子比特阵列中采用八粒子量子态存储彩色图像的方法,借助于量子态的巨大存储能力,通过采用量子并行计算特性的Grover量子搜索算法,起到平方根加速的理想效果.在图像存储和图像重构的过程中,对量子比特阵列进行搜索找到相应的彩色图像,证明所采用的方法有很好的效果.     

DES算法安全性的分析与研究

对DES算法中密钥的长度、弱密钥、S盒的设计、迭代次数以及安全性进行了分析和研究,对DES中存在的漏洞,提出了几种变形DES方案,以求解决,增强其安全性.     

量子统计力学演化算法

将进化理论和量子统计力学理论相结合, 提出一种新的量子统计力学演化算法. 将整个遗传系统作为一个量子统计系统, 并借鉴量子信息论中量子比特的叠加性, 采用量子编码表征染色体, 使系统中的量子能够表示多种线性叠加状态. 算法类比量子统计力学中的相关概念, 定义了量子系统的能量和熵, 并利用量子系统中能量和熵竞争的模式系统地协调进化理论中选择压力和种群多样性间的冲突, 使算法在提高选择压力和维持种群多样性之间保持了适当的平衡, 可以快速的收敛到全局最优解. 实验结果表明, 该算法有较高的执行效率和求解能力.     

分组量子遗传算法及其应用

量子遗传算法是一种高效的并行算法，但它易陷入局部极值。提出一种分组量子遗传算法，通过分层、分组等方法，保证了染色体的多样性。典型函数测试结果表明，分组量子遗传算法具有全局最优性，其性能优于其它几种遗传算法和QGA。     

DSA数字签名的安全性分析

针对目前已知的主要安全攻击直接求取私钥攻击、穷搜索攻击、生日攻击、已知消息的伪造攻击等,对DSA(Digital Signature Algorithm)的安全性进行分析,给出了各种攻击方法需完成的计算。结果表明,其计算量等价或难于求解离散对数问题,一定程度地呈现了DSA的安全强度。指出了DSA可能的弱点存在于随机数 k、与消息无关的签名r、公共模数p与q、Hash函数等处,并给出了相应的解决方案。设计好的随机数生成器选择适宜的随机数,避免低指数和相同随机数攻击;合理选择模p的长度可抵抗共r攻击;在对安全强度要求高而运算速度要求相对较低时,使用DSA素数作为共享模数;使用消息摘要足够长的SHA(Secure Hash Algorithm),以保证内嵌Hash函数的安全。