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1、深圳职业技术学院学报,,年第期量子密钥分配原理、通信协议及应用温晓军,深圳职业技术学院计算中心广东深圳,它起摘要量子密钥分配技术是信息安全中最热门的研究课题源于量子力学中的测不准原理和未知量子态的不可克隆定理。本文系统阐述了量子密钥分配的物理学原理,并给出了其严格的数学证明,对著名的协议的密钥传榆机制,尤其是其安全性作了全面的剖析。关键词量子密钥协议安全性一一一中图分类号文献标识码文章编号
2、,,谓密码这是一种对称加密体制它要求引言,密钥与明文一样长且每个密钥只能使用一次即在经典密码学理论中一个密码体制一次一密制。这种体制需要双方共享与要传送的明,,仃通常由部分组成明文空间文文件同样大小的庞大密钥这给常规的密钥分发,,。攀和保存提出了不现实的要求因而不能广泛应用密文空间密钥空间毛通常包括加密密钥棍,。￡及解密密钥加密算法和解密算法如果如果能有一种方法能够传输密钥且满足以下,一个密码体制的加密密钥与解密密钥肠相同密钥能在公开信道中发送且不担心被第个条件,。则称之为单密钥密码
3、体制或对称密码体制否则三者窃听能高效传输和分发密钥那么配合。,称其为双密钥密码体制或非对称密码体制川密码体制理论上就可以彻底解决信息传输,,在对称密码体制中加密密钥和解密密钥可的安全问题量子密码学就是在这样的背景下诞生以。,。互推而在双密钥密码体制中由加密密钥的,,,计算解密密钥杨是困难的公开不会损害幻量子密码学是量子力学与密码学结合的产物,。所以可以将公开这样的密码体制也称为公钥而量子密码学的核心就是量子密钥安全分配量子一。密码体制目前比较流密钥分发的安全性由量子力学的测不准原理和量子呷。行的公
4、钥密码体制主要分类一类是基于大整不可克隆定理等物理学原理作保证实际上由于有,数因子分解问题其中典型代表是公钥密码,了量子密钥分发的安全性保障无论是单钥体制还。公,体制另一类是基于离散对数问题如是双钥体制都显得安全起来用量子密钥既可以实,钥密码体制和影响较大的椭圆曲线上的现单钥体制中的密钥共享也可实现双钥体制中的一。、恤。公钥密码体制随着计算能力私钥安全分发,的持续增长和因子分解算法的不断完善目前,位模长的体制已经不安全而位量子密钥分配技术的物。或位模长才比较合
5、理的如果量子计算机一理学原理,旦研制成功这些基于算法难题的加密体制会轻而易举地被攻破。目前有种比较有名的量子密钥分配,理论上惟一能确保不可破译的密码体制是所方案一是年一一收藕日期,,,,。作温晓军一男江西人博士研究方向为信息网络技术与信息安全者简介第期、温晓军量子密钥分配原理通信协议及应用和。提出的基于单光子量偏振态来传递二进制信息每个光子都有一个偏振,子信道传输和测不准原理的协方向
6、即电场的振荡方向光子的有两种重要的偏,议二是年提出的基于。,振类型线偏振和圆偏振在量子力学中这两种,,个非正交偏振态的协议三是年偏振状态是不能同时测量的根据测不准原理对提出的基于纠缠量子态和不等式的协其中一种状态的精确测量必然导致另一状态的完全。,议其中协议比较简单实用并在年不确定。。由等人实验成功本文将着重阐述假设测量者测量光子的偏振方向时用对了测量。协议所遵循的物理学原理及其通信机制,,仪器那么他将能准确得到光子的偏振方向但如
7、测不准原理,果用错了测量仪器那么他不但得到是错误的偏振,,测不准原理是于年提出来信息还导致了光子原来信息的的丢失这种破坏,,的其原理是当体系处于力学量的本征态时。,作用是不可逆转的有了测不准原理作保证就能,,若对它测量将得到一个确切值而不会出现。检测到量子信道中是否进行了窃听。涨落若在的这个本征态下去测量另一个力学量子态的不可克隆定理,。量却不一定能得到一个确定的值下面给出测不准原理保障了所有光子序列的状态不能被,其严格的证明完全准确测量从下文的量子密钥分发通信协’,假设尹和亏分别是表示
8、个任意的力
