量子密码技术简介

量子密码技术实验进展
国内：
中科院物理所于1995年对BB84方案首次做了演示性实验 2004年我国建立一条从北京到天津长125公里的试验性光纤量子通信
密码线路；
2004年4 月我国首个量子密码通信网络在北京测试运行成功； 2005年,中国科技大学实现了纠缠光子对通过地面大13km的自由空间
经典密码体制及其局限性：
对称密钥体制和非对称密钥体制安全性均基于数学 复杂性,其安全性与计算机的计算能力有很大关联。
基于数学复杂性的密码体制终将被攻破,届时现有的 经典密码体制将无密可保,必须寻求新的更加安全的密 码体制。
量子密码理论的发展
量子密码通信不是用来传送密文或明文,而是把密钥编码在量 子态上,利用量子力学原理通过量子信道传输于发送者A和接收 者B之间,用于保密通信双方之间建立和传送密钥。
量子密码理论的基本原理
海森堡测不准原理
量子力学中，任意两个可观测力学量不能同时具有完全确定的值。如果 精确测定其中一个量必然无法精确测定以另一个力学量，即测不准原理。 也就是说，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。
量子不可复制定理
通过“海森堡测不准原理”，我们很自然就会想到，我们在不知道量子 状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就必须要 先作测量，而测量必然改变量子的状态，这就是“量子不可复制定理”。
密码技术的分类
密码技术可以大致地分为两类： 一类是传统的基于数学的密码技术，如对称密码体制、非对 称密码体制等； 一类是非数学的密码技术，如量子密码，DNA密码等。
经典密码体制及其局限性：
经典密码体制主要由两部分组成,一部分是密码算法,另一部分是密钥。 在经典密码体制下,根据密钥特点的不同,可分为对称密钥体制和非对 称密钥体制2种。
经典密码体制及其局限性：
非对称密钥体制
非对称密钥体制目前已被广泛应用于网络、金融行业等,又称双钥 密码或公开密码体制。之所以称之为公开密码体制是因为其加密算 法、解密算法和加密密钥都是公开的。解密的密钥不公开,只有接收 者知道。
非对称密钥体制能够有效解决密钥分配问题,还可以利用解密密钥 对所发送信息进行数字签名,使其他人无法伪造信息,也使发送者无法 抵赖,从而可用于构建信息安全机制。但这种密码体制的缺点是密码 算法复杂,实现困难,加解密速度慢。
量子密码技术实验进展
国外：
1970年美国科学家威斯纳提出将量子物理用于密码术，可利 用单量子态制造不可伪造的“电子钞票”； 在1984年贝内特和布拉萨德提出首个量子密钥分配的方法， 称为BB84方案，由此迎来了量子密码术的新时期； 1989年,IBM公司和蒙特利尔大学合作完成了量子密码学中的 第一个 实验,利用BB84协议在相距30cm的收发两端实现了对秘密随机 比特串的认证； 1995年,瑞士日内瓦大学在日内瓦湖底铺设的23km长民用通信 光缆中进行了实地演示； 2002年,德国慕尼黑大学和英国军方下属的研究机构合作,在德 国和奥地利边境相距23.4km的楚格峰和卡尔文德尔峰之间用激 光成功传输了光子密钥； 2004年6月3日,世界上第一个量子密码通信网络在美国马萨诸 塞州剑桥城正式投入运行。
量子密钥结合经典信道方式
量子密钥结合量子中继卫星转发模式
谢谢!
分发实验；
2007年，郭光灿领衔的研究团队在北京成功试验了“量子路由器”， 并获得了美国授权专利；
2009年，国内首个“量子政务网”在安徽芜湖建成，标志着我国量
子保密ห้องสมุดไป่ตู้信技术已经正式步入日常应用轨道。
量子密码体制的应用模式
应用的思路大体有3种:量子密钥结合经典信道方式、量子密钥结
合量子中继卫星转发方式和量子安全直接通信方式。
经典密码体制及其局限性：
对称密钥体制
对称密钥体制也称为单钥密码体制。通信双方的密钥必须经过安 全的通道由发方传送给收方。目前天地通信就是采用这种加密体制。
优点是安全性高,加解密速度快,易于实现。 缺点是密钥的管理和分配比较困难,需要定期更换工作密钥。
该密码体制的其由于实际的保密系统都是基于计算保密 性,因此密钥更换的周期取决于对于信息安全强度的要求 和目前计算机的处理能力。
主要内容
密码技术的分类
量子密码技术的优势
量子密码技术的应用
密码技术的产生
网络的安全问题始终伴随网络的成长与发展。网络安全 从最初的单机保密、到通信保密，目前已经发展为融信息的 可用性、机密性、完整性、可认证性和不可抵赖性为一体的 综合信息安全体系。为了保证信息的完整与保密，为了进行 身份认证，密码技术应用而生。
与经典密码体制不同,量子密码体制是结合量子力学和密码学的一种 新的安全通信方案。它的安全性以物理学的“海森堡测不准理”(测 不准原理)及“量子不可复制定理”或纠缠粒子的相干性来保证的,已 经被严格证明,在物理原理上是绝对安全的。量子密码通信的保密性 基于量子力学原理之上,无论窃听者使用什么手段、策略或仪器,量子 密码通信都是不可破译的。