量子计算与量子密码的原理及研究进展综述

量子计算与量子密码是基于量子效应的计算技术和密码技术.1984年Bennett和Brassard提出了第一个量子密钥分发协议,开启了量子密码学的研究,此后相继在量子加密、量子签名等领域进行了大量研究.1994年,Shor利用量子Fourier变换,设计了第一个实用的量子算法,在多项式时间内对大整数进行因子分解.1996年,Grover提出了量子搜索算法,能够对无结构数据进行二次加速.Shor算法和Grover算法的提出不仅体现了量子计算的优越性,还对传统基于数学困难问题的密码学体制造成威胁.经过半个世纪的发展,量子计算与量子密码在理论与实践的研究上都取得了丰硕的成果.从量子力学的数学框架、基本概念和原理、量子计算基本思想、量子密码研究进展及主要思想等方面进行总结梳理.     

量子密码研究进展

随着计算机技术的迅速发展,对信息空间的开发、利用和对抗无疑成为各国科技发展的战略高点。以往基于传统复杂数学问题的密码技术无法满足信息安全的需求,量子信息技术发展的同时,量子密码技术研究也取得到了很大的进步。本文主要介绍了量子密码概念,量子密码中特别重要的量子密钥分配协议—BB84协议以及量子密码的发展史并对量子密码技术进行了展望。     

量子密码研究现状与展望

量子密码是量子力学与信息科学相结合的产物。与基于数学理论的经典密码学不同，量子密码学利用物理学原理保护信息．根据量子力学的两条基本原理——“海森堡测不准原理”和“单量子不可复制定理”，以量子力学为理论基础的量子密码具有不可复制性，即使被截取，也会因为截获（测量）过程改变量子状态，使得截获方得到的信息变得毫无意义。因此，量子密码是目前非常安全的密码。本文通过与经典密码的比较，讲述了量子密钥生成的基本原理，介绍了量子密码在国内外的发展以及其所面临的技术挑战和经济性问题，最后展望了其发展前景。     

量子密码研究与进展

量子密码解决了传统密码技术存在的问题,是近年来国际学术界的一个研究热点。本文论述了传统密码技术存在的问题,阐述了量子密码的基本原理,介绍了主要的量子密码协议：BB84协议、B92协议和E91协议等,并研究了量子密码通信的研究现状及其进展。量子密码必将会在网络安全通信中得到广泛的应用。     

量子密码通信及其研究进展

2007年4月2日,国际上首个量子密码通信网络由中国科学家在北京测试运行成功。这是迄今为止国际公开报道的唯一无中转,可同时、任意互通的量子密码通信网络,标志着量子保密通信技术从点对点方式向网络化迈出了关键一步。这次实验的成功,为量子因特网的发展奠定了基础。文章阐述量子密码的产生、量子密码学的基本原理、该领域的实验研究及研究成果,最后指出量子密码通信将是保障未来网络通信安全的一种重要技术。     

考虑无线网络安全的量子密码更新算法仿真

针对密钥被破解引发的无线网络安全问题,提出基于量子密码的无线网络安全密钥更新算法。通过层簇式密钥分配机制分配由量子纠缠生成的量子密钥,采用能量自适应算法选择簇首并建簇,依据基站与簇首共享密钥,簇首与各个终端节点共享密钥两种策略完成密钥分配。在更新过程中,划分无线网络为控制层、服务层和用户层三个部分,分别通过不同策略实现无线网络安全密钥更新。实验结果表明,采用所提方法能够有效地控制串通阶段数据包数量、提高隐私性、降低存储开销、增强节点抗俘获能力。     

量子密码理论研究进展

21世纪信息空间的开发、利用和对抗无疑成为各国科技发展的战略高点。近年来,量子信息技术的快速发展拓宽了信息理论的研究内容,也给信息科学研究带来了新的机遇与挑战。介绍了量子计算理论对现代密码学的重要影响,建立了量子保密通信模型,给出了几类量子攻击模式。分析了量子密钥分配、量子消息加密和量子数字签名等理论和技术的研究新进展,对未来几类重点研究问题进行了总结和展望。     

量子密码技术研究

量子密码是以密码学和量子力学为基础、利用量子物理学方法实现密码思想的一种新型密码体制．与当前普遍使用的以数学为基础的密码体制(以下简称为数学密码)相比．量子密码通过具有量子效应的光信号(即量子信号)实现．其基础是量子物理：而数学密码通过经典信号实现．其基础是某些数学问题(如大整数因式分解、离散对数问题的难解性等)。所谓量子信号是指量子效应明显的信号．     

云计算与云安全

本文主要从云计算的定义、特点以及所面临的问题引入到云安全,讨论了云安全的概念、核心技术以及重点解决的问题。     

量子密码技术发展概述

本文从量子密码技术的基础和优势、量子密码技术的发展、量子密码技术的困境、量子密码攻击等方面综合阐述了量子密码技术的基本概况,并对我国在量子密码和通讯技术上的发展情况及量子密码技术发展展望进行了分析。     

浅析量子通信技术在商业银行的应用前景

量子通信是近二十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,在较短的时间内迅速成为广大学者研究的热点,获得社会的广泛高度关注。近年来,随着各项关键技术逐渐被突破,量子通信已逐步从理论阶段和实验阶段,开始走向实践应用和高速发展阶段。本文首先对量子通信技术进行简要介绍,其次详细分析量子通信技术在商业银行的应用前景,最后给出相应的对策建议。     

云计算与云安全

云计算无疑是眼下的一个热点问题.有无数的论坛与专家在关注云计算与云安全问题.本文在分析了云计算的关键技术及其优势后.探讨了目前云计算所带来的云安全问题.     

量子密码与公钥密码体制

现今普遍应用的公钥密码体系,其安全性建立在数学函数问题的计算复杂性基础上。随着量子计算的发展,这种密码体制的安全隐患越来越突出。量子密码安全性基于物理基本原理,具有无条件的安全性,能够实现真正意义上的保密通信。     

云安全技术防护实现架构研究

随着云计算的广泛应用,云安全风险日益增长,云安全理念与技术不断推陈出新,安全法律法规和云计算安全标准相继出台,正在驱动云安全技术防护实现架构的全面演进。本文就云安全风险、技术、政策的三个方面发展形势进行了分析,基于云安全发展形势提出“合规先导、主动安全”的云安全技术架构思路,立足于云安全技术架构思路提出云网安一体化、可信接入、安全左移等为特点的云安全技术防护架构,将为企事业单位的云安全技术防护架构提供有益参考。     

单探测器的量子密码系统研究

基于量子物理原理的量子密码术已经被证明是保密通信中密钥安全分配的有效手段。该文中介绍了一种使用单个探测器的量子密码系统。在这个系统中使用了一对电光相位调制器在接收和发送方对单光子进行调制与解调,在接收方采用法布里泊罗干涉仪和光电计数器完成对信息的测量。     

高校中云安全技术策略分析

随着信息化建设的迅速发展,云计算在各行各业中的应用成了焦点。在高校中,校园网的建设至关重要,学校的教学、科研及管理等各方面在很大程度上依赖于校园网,如何安全、高效、快速的处理数据,云计算的引入可以发辉更好的优势,目前云计算在高校中得到了很快的发展,但网络的安全问题是制约高校发展的一个重要的问题。本文对云安全进行简要的分析,提出在高校中云安全的关键技术。     

一种量子密钥分发中的身份认证协议

假设两通信用户共享一初始比特串K,提出一种新的思想,即共享的K不直接用来认证,而是先经过一个简单算法将其转换为一个较长的K′,在对K′作适当处理后再用来认证。在此基础上几乎所有的量子密钥分发协议都可以同时进行身份认证。作为例证,还提出一个新的基于非正交纠缠态的量子身份认证(QKA)协议,该协议能同时进行量子密钥分发(QKD),分析表明此协议比传统的QKD协议更简单、安全。     

有噪声的BB84量子密码协议的改进

把量子力学应用到密码学中产生了一个新的学科———量子密码学。量子密码提供的密钥交换方式,能够自动检查是否有人在窃听,这是公钥体制所不具备的。该文对有噪声的BB84协议作了一些改进,以增强安全性、提高效率。这种改进方案对其它带有噪声的量子密码协议同样适用。     

从演化密码到量子人工智能密码综述

如何采用人工智能设计出高强度密码和使密码设计自动化是人们长期追求的目标.中国学者将密码学与演化计算结合,借鉴生物进化的思想独立提出演化密码的概念和用演化计算设计密码的方法,得到可变渐强的密码,减少攻击所需搜索空间的量级.国内外研究表明:演化密码已经在对称密码、非对称密码领域、侧信道攻击以及后量子密码等领域均取得了实际成果：可在1min内设计出一百多个好S盒(8×8),其中一些密码学指标达到最佳值;对于典型的后量子密码NTRU密码体制,演化密码攻击有望降低密钥搜索空间2～3个数量级;部分ECC安全曲线产生基域范围超过NIST现已公布的曲线;并在NIST现已公布的曲线范围内又发现了新的曲线.演化密码已具备人工智能密码的一些特征,进一步结合量子人工智能,不仅取得了目前国际上量子计算破译RSA最好实验指标,超过了最新IBM Q系统,如果运行Shor算法的理论最大值,也超过了洛克希德马丁公司采用量子退火破译RSA的最大规模;提出了量子计算机设计密码的原创性理论成果,完成了国际上首次D-Wave 2000Q真实量子计算机密码设计,有望快速产生一系列亚优解,达到一次一密码算法的作用,增强密码系统安全性.     

保障内容安全的量子密钥应用综述

从保障内容安全的角度出发,量子密钥能够实现无条件安全的保密通信,将其用于密码应用程序,可以极大程度地提高程序的安全性。结合目前量子密钥实际应用较少的现状,介绍保障内容安全的加密方式,同时对比分析量子密钥与传统密钥的特点,得出量子密钥比传统密钥更具优势的结论。在此基础上,阐述量子密钥分发网络的相关研究,分析量子密钥资源特点,阐述现有应用场景及应用方法,并对未来研究方向进行展望,针对量子密钥在通信协议、应用软件、硬件设备和密码资源改造等方面的应用给出合理建议。