量子通信中的信息安全技術(shù)及比較(編輯修改稿)
2024-09-01 17:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 可能采取量子拷貝，截取轉(zhuǎn)發(fā)等各種方法對Bob 進(jìn)行干擾和監(jiān)聽，但根據(jù)海森堡測不準(zhǔn)原理，由于竊聽者的干擾，改變了量子信道中光子的極化態(tài)，進(jìn)而影響B(tài)ob 的測量結(jié)果，由此可以對竊聽者的行為進(jìn)行判定和檢測。這也是量子密碼區(qū)別于其它密碼體制的重要特點(diǎn)。數(shù)據(jù)篩選：在量子傳輸中由于噪聲和Eve的作用，將使光子態(tài)序列中光子的極化態(tài)發(fā)生改變。另外，實(shí)際系統(tǒng)中，Bob的接收儀器不可能有100%的正確的測量結(jié)果。所有那些在傳送過程中沒有收到或測量失誤，或由于各種因素的影響而不合要求的測量結(jié)果，由Alice和Bob經(jīng)過比較測量基矢后全部放棄，并計(jì)算錯(cuò)誤率，若錯(cuò)誤率超過一定的閾值，Alice和Bob放棄所有的數(shù)據(jù)并重新開始，如果是一個(gè)可以接受的結(jié)果，則二者將篩選后的數(shù)據(jù)保存下來，所獲得數(shù)據(jù)稱為Sified Data。數(shù)據(jù)糾錯(cuò)：數(shù)據(jù)篩選后，通信雙方仍不能保證各自保存的全部數(shù)據(jù)沒被竊聽， 同時(shí)由于各種可能的因素，不能保證A1ice 和Bob 數(shù)據(jù)的完全一致性，所以必須對原數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)。常用方法是采用奇偶校驗(yàn)。保密加強(qiáng)：為了進(jìn)一步提高Alice 和Bob 傳輸過程中的密鑰安全性和保密性， 需要采取復(fù)雜的保密加強(qiáng)技術(shù)， 從而使竊聽者Eve 獲得的有用信息盡可能地少或不知道， 最終提高所獲得密碼的安全性和實(shí)現(xiàn)量子密碼通信的安全。身份認(rèn)證：以上是假定收發(fā)雙方都是合法的，而在實(shí)際的通信過程， 不排除可能A1ice 或Bob 有假冒的可能，因此有必要加入身份認(rèn)證這一過程。以量子為載體的通信，具有以往經(jīng)典通信所沒有的安全優(yōu)勢，因而量子安全通信受到密碼學(xué)界和物理學(xué)界的高度重視。人們對經(jīng)典安全問題尋找量子求解，實(shí)現(xiàn)無條件安全或者可證明安全。例如量子密鑰、量子認(rèn)證、量子秘密共享、量子數(shù)字簽名、量子加密算法等。量子密鑰：量子密鑰分配是量子密碼學(xué)中研究最早、理論和實(shí)驗(yàn)成果最多的一個(gè)研究領(lǐng)域。量子密鑰分配目前主要有兩個(gè)研究方向：一個(gè)是基于連續(xù)變量 QKD 的理論和實(shí)驗(yàn)研究；一個(gè)高速率、高性能的 QKD 理論和技術(shù)研究。量子密鑰最早研究得分配協(xié)議很多是關(guān)于兩方之間的點(diǎn)對點(diǎn)的密鑰分配。然而QKD 實(shí)際的實(shí)現(xiàn)要求網(wǎng)絡(luò)中任意用戶之間的密鑰分配。所以后來人們已研究了利用單光子的多用戶 QKD 方案，也提出了使用非正交基的多用戶 QKD 方案。量子認(rèn)證：（1）量子消息認(rèn)證：在經(jīng)典密碼中，消息認(rèn)證的一個(gè)任務(wù)在于確保在通信過程中， 消息的接收者能夠確認(rèn)消息的正確來源，入侵者不能偽裝成消息的發(fā)送者。另一個(gè)任務(wù)是保證通信前后消息的完整性，即消息的
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