近年来,中国科学家一直在刷新量子传输的距离纪录,中国量子通信研究居于世界领先地位,目前已经率先达到应用阶段水平。中国科学技术大学、清华大学、中国科学院物理所、半导体所、武汉物理与数学研究所、北京师范大学、华南师范大学、华东师范大学、山西大学、西安大学、西安电子科技大学、北京邮电大学等单位已经取得了一些重要的研究成果。
第3节 量子密码应用前景广阔
量子物理学和密码学相结合的一门新兴科学,它成功地解决了传统密码学中单靠数学无法解决的问题根据量子力学中的海森伯不确定原理及量子不可克隆原理,任何窃听者无法窃听量子保密通信中的信息而不被发现自从量子密码术产生以来,世界很多国家都投入了巨大的人力和财力积极地进行相关实验研究量子密钥分配是量子密码术的关键组成部分,对量子密钥分配进行实验研究,可以加深我们对量子信息理论和实践的理解,对于探索新型的量子信息处理方法,发展量子信息新技术以及加速量子信息技术在国防上的实际应用有积极意义。目前,量子通信取得了飞速的发展,量子通信的理论框架已经基本形成,理论体系日趋完善。随着量子通信理论研究和量子通信实践应用的不断突破,量子通信产业化为期不远,市场前景不可估量。科学家预计10年内有望实现全球化量子通信,量子通信技术在20~30年后将对人类社会发展产生难以估量的影响,21世纪信息科学将从“经典”时代跨越到“量子”时代。相信不久的将来量子密码将会在网络通信上得到广泛的应用,我们即将进入到一个量子信息时代。
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结 论
密码技术是信息安全的一个比较传统的研究课题,也是信息安全领域中的核心技术。而量子密码学又是密码学技术的较新研究课题,其发展对推动密码学理论发展起了积极作用。量子密码技术属于信息安全的前沿技术,由于其可靠的安全性和较好的发展前景,近些年逐渐成为众多学者研究的热点,并取得较好的研究成果。
本文从量子力学基础的角度出发,从基本概念、基本原理分析量子密码通信的安全性能,并重点分析BB84协议B92协议的具体过程,通过量子消息认证和量子身份认证来确定信息是否合法,保证通信的安全性。
迄今为止,虽然量子密码通信已被证明无条件的安全性,但是在实验中,许多问题仍有待解决,距离真正投入应用还需很长一段时间。量子密码在通信中的良好发展前景是毋庸置疑的,相信在不久的将来,量子密码通信会被广泛应用。
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参考文献
[1] Wisners.Sigact News[J],1983,15:78.
[2] Bennett,C.H,G:Quantum cryptography[J]:public key.
[3] Ekert,A:Quantum cryptography based on Bell’s therem[J],phys.Rev Lett.67,1991. [4] GisinN. experimental studies of quantum cryptograph in optical fibre communication systems [A].Proceedings of SPIE[C].1999,3749. [5] 李承祖.量子通信和量子计算[J].国防大学出版社,2000,8.
[6] 郑大仲,赵千川译.量子计算和量子信息[J].北京:清华大学出版社,2005,2. [7] 曾谨言,裴寿铀,龙桂鲁.量子力学进展[J].北京:北京大学出版社,2003,10. [8] 赵振华,罗蔚茵.量子物理(第二版)[M].高等教育出版社,2007,5. [9] 喀兴林.高等量子学[M].北京:高等教育出版社,2001,8.
[10] 赵振华,罗蔚茵.量子力学(第二版)[M].高等教育出版社,2007,5. [11] 陈彦.基于单光子的量子密码术研究[J].2007,6.
[12] Wootters.Wk,Zurek WH.A single quantum cannot be clone[J].Nature,1992,299. [13] 桂有珍,韩正甫,郭光灿.量子密码术[J].物理学进展.2002,12. [14] 陈彦.基于单光子的量子密码术研究[J].2007,6.
[15] 邓科,胡渝.光耦合对量子密钥分配系统光子探测的影响[J].光学学报. [16] 高飞.量子密码协议的设计与分析[J].2007,4.
[17] 陈鑫.基于BB84协议的量子密码通信的研究与实现[J].2009,1. [18] 吕欣,马智冯登国.量子消息认证协议[J].通信学报.2005,2. [19] 张盛.量子密码协议的形式化分析方法研究[J].2009,5.
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