量子密钥分配的研究

在对称密码体制中,其加密密钥和解密密钥是相同的。加密信息的安全性取决于密钥的安全性,与算法的安全性无关,即由密文和加解密算法不可能得到明文。该文根据量子密钥分配原理,提出了实现对称密码体制密钥的绝对保密的量子密钥分配协议。理论分析表明这种密钥分配协议是安全可靠的。     

安全通信中的密钥分配教与学

保密信息的安全传输在商业贸易、网络通信、国防军事等领域有着广泛的应用需求,然而信息安全的核心无疑是密码技术,密钥分配与管理又是密码技术的关键。本文阐述了传统密码算法的密钥分配、身份密码体制的密钥分配、基于生物特征的密钥分配、量子密钥分配的常用技术,我们对它们进行了必要的分析和比较教学,达到了教学的目的,并提高了教学效果。     

关于量子密码技术中密匙建立的原理与分析

传统密码学的安全依赖于密钥,密钥的分配是一大难题。尽管公钥密码系统解决了密钥分配问题,但它基本上都基于如大数的分解和离散对数问题等数学难题,一旦计算速度或计算方法有质的飞跃,他们不再安全。而量子密码技术很好的从量子力学原理方面解决了密钥安全传输问题,在加上传统的加密系统,则可构建一个不可破的完全保密系统。本文探讨了量子密码技术的原理、BB84协议、量子密匙传输实验等问题,分析了量子密码通信是目前能够实现绝对安全的通信方式的成因。     

量子密码技术现状及云安全应用展望

随着量子通信技术的快速发展，以量子密钥分发为核心的量子密码体系日趋成熟，量子密码技术因其安全优势已成为信息安全领域研究的重点方向。本文研究了量子密码技术的发展现状，针对量子密码技术在云计算安全中的应用进行了展望，提出了量子云密码体系、分布式量子安全云、基于量子密钥的云安全控制三个应用思路，对构建基于量子密码技术的新型云安全体系具有积极指导意义。     

量子密码学的研究进展

量子密码术是一种新的重要加密方法，它利用单光子的量子性质，借助量子密钥分配协议可实现数据传输的可证性安全．量子密码具有无条件安全的特性(即不存在受拥有足够时间和计算机能力的窃听者攻击的危险)，而在实际通信发生之前，不需要交换私钥．本文综述了量子密码学的研究进展，其中包括了量子密码学的物理基础、量子密钥分配、保密增强、量子密钥的实用性以及目前技术限制所存在的缺陷．     

基于EPR纠缠对的量子加密技术研究

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,介绍了实现量子加密的几种方案,并主要研究了基于EPR纠缠对的密钥分配机制,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。     

量子密钥分配协议

本文首先简要阐述了量子密码技术应用的量子力学基础,然后详细介绍了目前常用的量子密钥分配协议.     

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。     

基于QKD的组密钥服务初始化研究

随着量子密码学领域研究的深入,视频会议、网络游戏、股市交易等动态群组通信模型对量子组密钥提出了应用需求。为了很好地服务这类应用,在分析传统组密钥管理方案的基础上,给出了一种两层分组分布式量子组密钥管理模型,设计了这种模型下的量子组密钥服务协议,重点研究了协议的初始化阶段。与几种经典组密钥管理方案对比,该方案在组密钥生成和共享中效率较高,具有一定的实际意义。     

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。     

一种基于[7,1]CSS纠错码的量子密钥分配协议

量子密钥分配协议具有可证明的绝对安全性,但是由于量子信道噪声的作用,量子比特在传输过程中容易产生错误,从而降低量子密钥分配的效率。对此,根据量子纠错理论,利用Hamming码构造一种[7,1]CSS纠错码,并结合BB84协议,提出一种改进的量子密钥分配协议。通过理论分析与数值计算,对比改进协议与BB84协议在含噪声量子信道中的传输错误率,结果表明改进的量子密钥分配协议相比于BB84协议提高了对信道噪声的抵抗能力。     

Security of Practical Time-Reversed EPR Quantum Key Distribution

Abstract. We propose a proof of the security of a time-reversed EPR quantum key distribution protocol against enemies with unlimited computational power. The considered protocol uses interactive key distillation, and the proof holds for implementations using imperfect photon sources.     

Security of Practical BB84 Quantum Key Distribution

Abstract. We propose a proof of the security of a practical BB84 quantum key distribution protocol against enemies with unlimited computational power. The considered protocol uses interactive key distillation, and the proof holds for implementations using imperfect optical devices.     

新量子技术时代下的信息安全

量子技术将在未来深刻影响密码学以及信息安全行业。可以利用上千个量子比特运行量子算法的通用量子计算机将直接威胁信息安全基础算法,导致当前广泛使用的RSA等公钥密码被破解,也会使分组密码算法的密码强度减半。量子通信中量子密钥分发的实施会改变传统保密通信的物理结构。这些重大 应用价值也是发展量子技术的驱动力。结合当前一些关于量子技术的热点新闻,从量子计算和量子通信两个方面分别综述了量子技术对信息安全技术的影响。同时简要介绍了这些技术的最新发展现状,包括通用型和专用型量子计算机的发展、量子密钥分发技术实验室环境的进展以及天地一体化量子通信网络的发展状况等。最后对信息安全技术的未来形态做了思考和总结。未来量子技术将会与现有各种技术深度融合,共同存在。     

Security of Quantum Key Distribution against All Collective Attacks

Abstract. Security of quantum key distribution against sophisticated attacks is among the most important issues in quantum information theory. In this work we prove security against a very important class of attacks called collective attacks (under a compatible noise model) which use quantum memories and gates, and which are directed against the final key. This work was crucial for a full proof of security (against the joint attack) recently obtained by Biham, Boyer, Boykin, Mor, and Roychowdhury [1].     

Immunity against Correlation Attack on Quantum Stream Cipher by Yuen 2000 Protocol

This paper presents the security analysis on the quantum stream cipher so called Yuen-2000 protocol (or αη scheme) against the fast correlation attack, the typical attack on stream ciphers. Although the security of a very simple experimental model of the quantum stream cipher without a randomization may be reduced to a complexity based security against the correlation attacks under a large number of known plaintexts, it is not a basic feature of Yuen 2000 protocol. In fact, we clarify that there exists a randomization scheme which attains the perfect correlation immunity against such attacks under an approximation. And in this scheme, the running key correlation from the second randomization that determines the mapping patterns is broken off also by quantum noise. In such a case, any fast correlation attack does not work on the quantum stream cipher.      

量子计算机进入实验阶段

首先简要介绍分层计算的制约;其次介绍最近量子信息的开发,在理论和实践两方面的通信和计算,诸如量子逻辑门、量子密码学、量子交缠性、超距传输的实验性实现、量子算法的首次实验性实现、量子因子分解、量子纪错码以及基于硅片的原子自旋量子计算机;最后讨论克服非相干性困难的方法。     

QKD网络量子信道管理关键技术研究

随着网络的发展,网络传播的信息日益增多,其中某些信息需要较高的安全性,因此信息加密手段的研究具有重大意义。量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)技术基于量子力学中的不可克隆定理,即不可能复制一个未知的量子态而不对其造成扰动,保证了其无条件的安全性,能够实现安全的密钥分发。但目前QKD网络规模较小,不能满足大规模组网的需求。同时,经典网络的路由技术已经不能适应QKD网络,量子信道寻径成为了一个需要解决的问题。鉴于以上问题,提出了一种能够满足较大规模QKD通信的基于光开关切换的QKD网络模型,并重点设计了其网络结构和信令体系,在此基础上设计了一个用于量子信道寻径的先导信号协议,并提出了量子信道管理机制。经实验验证,该模型的性能良好。     

量子安全通信开发回顾

回顾了量子通信协议的发展历程和各个研究方向,重点是量子直接安全通信(QSDC)问题。量子直接安全通信(QSDC)的安全性要求比量子密钥分配(QKD)要高,能够在密文信息泄漏之前察觉到窃听者。基于认证的量子直接安全通信(QSDC)的提出使得量子通信安全性达到了新的高度。     

基于W态的量子安全直接通信协议

提出了一种新的两方量子安全直接通信协议。该方案利用有序的四粒子W态作为信息载体,利用幺正变换对秘密消息进行编码,通过当地Bell基测量和经典通信直接传递秘密消息。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案的优点在于利用W态作为信息载体,较GHZ态而言,损耗要小得多,并且不需要在量子信道中传输载有秘密消息的量子比特。