新型量子密码的方案设计与实验验证

发布时间：2024-03-21 20:28

　　一个世纪以来,随着计算机和互联网技术的飞速发展,安全的通信成了当前信息社会必不可少的组成部分。目前,为我们日常生活中的通信提供安全性保障的主要是经典加密技术,其安全性是基于算法的计算复杂度。但是,近年来超算技术以及量子计算机的崛起,对于经典密码的破解能力不断提升,现行的通信网络面临着严峻的威胁。与此同时,社会和民众对于更加安全的通信技术的需求愈加紧迫和强烈。量子通信,尤其是量子密码,为安全通信问题提供了一个全新的解决方法。与经典密码学不同,量子密码能够提供信息论层面可证明的无条件安全性,此安全性基于量子力学的基本原理,不依赖于数学计算复杂度。量子密码的核心是量子密钥分发,它可以在用户之间实时共享安全密钥,再结合一次一密的加密算法对明文进行加密,从而实现安全的通信。自1984年第一个量子密钥分发协议由Bennet和Brassard提出以来(BB84协议),经过30几年的发展,量子密码已经从理论化走向实用化阶段。然而,现有的量子密码方案从理论走向实际时,其性能如安全性、成码率、传输距离等不可避免地受到实际情况的限制。本论文介绍了本人在攻读博士学位期间,对量子密码中主流协议进行性能提升的一些...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1公钥加密过程示意图

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论2图1.1公钥加密过程示意图。图片来自网络不幸的是，公钥密码学受到了软硬件快速发展的影响。一方面，在1999年，研究人员花了五个月时间在一台有3.2G中央内存的CrayC916计算机上完成了RSA-155（512比特）的分解。2009年12....

图1.2谷歌Sycamore量子计算芯片

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论2图1.1公钥加密过程示意图。图片来自网络不幸的是，公钥密码学受到了软硬件快速发展的影响。一方面，在1999年，研究人员花了五个月时间在一台有3.2G中央内存的CrayC916计算机上完成了RSA-155（512比特）的分解。2009年12....

图1.3第一个量子密码实验

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论8图1.5片上量子密码系统。图片来自文献[75]在量子密码实验发展的过程中，量子密码实验系统朝着高码率、集成化和网络化趋势发展。在码率方面，目前量子密码系统可以达到每秒10M比特以上的安全密钥生成码率[73][74]。在集成化方面，2017....

图1.4Faraday-Michelson干涉环量子密码系统

南京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论8图1.5片上量子密码系统。图片来自文献[75]在量子密码实验发展的过程中，量子密码实验系统朝着高码率、集成化和网络化趋势发展。在码率方面，目前量子密码系统可以达到每秒10M比特以上的安全密钥生成码率[73][74]。在集成化方面，2017....

本文编号：3934098