第10章密码学的新 方向
第10章 密码学的新 方向
10.1量子密码学 ■量子密码学是密码学上的一大分支。当前 广泛使用的密码系统通常是利用数学难题 来设计密码协议和算法,利用求解数学难 题的困难性来保障密码方案的安全性。而 量子密码则不同,它是利用求解物理问题 的困难性或不可能性来保障方案的安全性
10.1 量子密码学 ◼ 量子密码学是密码学上的一大分支。当前 广泛使用的密码系统通常是利用数学难题 来设计密码协议和算法，利用求解数学难 题的困难性来保障密码方案的安全性。而 量子密码则不同，它是利用求解物理问题 的困难性或不可能性来保障方案的安全性
量子密码学 ■量子密码的主要特点是对外界任何扰动的 可检测性和易于实现的无条件安全性。这 些特征依赖于量子系统的内在属性:测不 准性和不可克隆性。扰动的可检测性的物 理基础是 Heisenberg测不准原理,而无条 件安全性的物理基础是量子不可克隆定理
量子密码学 ◼ 量子密码的主要特点是对外界任何扰动的 可检测性和易于实现的无条件安全性。这 些特征依赖于量子系统的内在属性：测不 准性和不可克隆性。扰动的可检测性的物 理基础是Heisenberg测不准原理，而无条 件安全性的物理基础是量子不可克隆定理
在量子力学中,任何两组不可同时测量的物理量都是共轭 的,满足互补性。 Heisenberg测不准原理指的是在进行测 量时,对任何一个物理量的测量都不可避免地对另一物理 量产生干扰,这就使得通信双方能够检测到信息是否被窃 听,这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可进行保密 通信。1982年, Wootters和 Zurek在《 Nature》杂志上发 表了一篇题为《单量子态不可被克隆》的文章,他们在文 章中提出了著名的量子不可克隆定理,即:在量子力学中, 不可能实现对一个未知量子态的精确复制,使得每个复制 态与初始量子态完全相同。这一特性使得窃听者不可能将 量子信道上传输的信息进行复制
◼ 在量子力学中，任何两组不可同时测量的物理量都是共轭 的，满足互补性。Heisenberg测不准原理指的是在进行测 量时，对任何一个物理量的测量都不可避免地对另一物理 量产生干扰，这就使得通信双方能够检测到信息是否被窃 听，这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可进行保密 通信。1982年，Wootters和Zurek在《Nature》杂志上发 表了一篇题为《单量子态不可被克隆》的文章，他们在文 章中提出了著名的量子不可克隆定理，即：在量子力学中， 不可能实现对一个未知量子态的精确复制，使得每个复制 态与初始量子态完全相同。这一特性使得窃听者不可能将 量子信道上传输的信息进行复制
Bennett-Brassard量子密钥分配协议 ■通过对Bene和 Brassard提出的量子密钥分配协 议(BB84),可进一步地了解量子密码 ■BB84协议是量子密码中提出的第一个密钥分配协 议,是由 Bennett和 Brassard于1984年提出的, 发表在lEE的国际计算机、系统和符号处理 (International conference on Computers Systems and Signa| Processing)会议上。BB84 协议以量子互补性为基础,协议实现简单,具有 无条件安全性
Bennett-Brassard量子密钥分配协议 ◼ 通过对Bennett和Brassard提出的量子密钥分配协 议（BB84），可进一步地了解量子密码。 ◼ BB84协议是量子密码中提出的第一个密钥分配协 议，是由Bennett和Brassard于1984年提出的， 发表在IEEE的国际计算机、系统和符号处理 （International Conference on Computers， Systems and Signal Processing）会议上。BB84 协议以量子互补性为基础，协议实现简单，具有 无条件安全性