量子與量子密碼技術(shù)介紹課件

量子密碼技術(shù)量子密碼技術(shù)1一、量子物理——奇妙的量子世界量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件2量子理論量子理論的核心：波粒二象性測不準(zhǔn)原理

經(jīng)典世界與量子世界

牛頓力學(xué)與量子力學(xué)確定與概率

不可克隆定理量子理論量子理論的核心：經(jīng)典世界與量子世界不可克隆定理3二、經(jīng)典密碼——缺陷和挑戰(zhàn)量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件4保密通信的過程，問題是密文在傳輸過程中會有人竊聽，如何讓竊聽者竊聽不到，這是保密通信的主要思想保密通信的過程，問題是密文在傳輸過程中會有人竊聽，如何讓竊聽5通信雙方事先共享相同的密鑰，竊聽者容易破譯出來。一次一密是絕對安全的，但在每次更換密鑰時需要將密鑰傳輸給對方，而經(jīng)典密碼是可以克隆的，密鑰傳輸存在漏洞。通信雙方事先共享相同的密鑰，竊聽者容易破譯出來。一次一密是絕6我們很容易算出67X71=4575，但很難算出4757分解成兩個質(zhì)數(shù)乘積我們很容易算出67X71=4575，但很難算出4757分解成7量子計算機即將問世，以前需要耗費大量時間的破譯，如果使用量子計算機將很快破譯量子計算機即將問世，以前需要耗費大量時間的破譯，如果使用量子8量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件9量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件10為了應(yīng)對強大的量子計算機

我們需要無條件安全的一次一密的加密方案

為了解決密鑰竊取和一次一密中密鑰分發(fā)的困難

我們需要借助量子力學(xué)的力量

為了應(yīng)對強大的量子計算機

我們需要無條件安全的一次一密的加密11三、量子密碼——實現(xiàn)無條件安全的希望量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件12量子密碼學(xué)簡介量子密碼指采用量子態(tài)作為信息載體，經(jīng)由量子通道在合法的用戶之間傳送密鑰狹義量子密碼學(xué)主要指量子密鑰分配等基于量子技術(shù)實現(xiàn)經(jīng)典密碼學(xué)目標(biāo)的結(jié)果，廣義量子密碼學(xué)則是指能統(tǒng)一刻畫狹義量子密碼學(xué)和經(jīng)典密碼學(xué)的一個理論框架量子密碼學(xué)簡介量子密碼指采用量子態(tài)作為信息載體，經(jīng)由量子通道131969年，美國學(xué)者Wiesner以“量子鈔票”的形式提出量子密碼學(xué)的原始概念，并提出共軛編碼和概率信息傳遞思想，成為量子密碼學(xué)的萌芽。1984年，Bennett與Brassard提出量子密鑰分配的概念，以及第一個量子密碼分配協(xié)議——BB84協(xié)議，標(biāo)志量子密碼技術(shù)的開端。1969年，美國學(xué)者Wiesner以“量子鈔票”的形式提出量14量子密碼的安全性由量子力學(xué)的物理原理保障測量塌縮原理

除非該量子態(tài)本身即為測量算符的本證態(tài)，否則對量子態(tài)進行測量會導(dǎo)致“波包塌縮”，即測量會改變量子本身的狀態(tài)不確定原理（測不準(zhǔn)原理）

兩個具有互補性的物理量不能同時精確測量不可克隆原理

無法對一個未知的量子態(tài)進行精確的復(fù)制量子密碼的安全性由量子力學(xué)的物理原理保障測量塌縮原理不確定原15量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件16量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件17量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件18量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件19經(jīng)過上述步驟得到篩后數(shù)據(jù)，接著要做的是判斷通信有沒有被竊聽經(jīng)過上述步驟得到篩后數(shù)據(jù)，接著要做的是判斷通信有沒有被竊聽20竊聽者存在單個量子誤碼率是25%竊聽者存在單個量子誤碼率是25%21，A與B得到篩后數(shù)據(jù)后，通過公開信道交換部分篩后數(shù)據(jù)，比較誤碼率，確定有無致命性的竊聽，A與B得到篩后數(shù)據(jù)后，通過公開信道交換部分篩后數(shù)據(jù)，比較誤22確定沒有致命性的竊聽后，通過數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和密性放大等保密加強技術(shù)對得到的數(shù)據(jù)進一步處理，得到的最終密鑰確定沒有致命性的竊聽后，通過數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)和密性放大等保密加強技術(shù)23實現(xiàn)BB84協(xié)議的技術(shù)困難單光子源單光子探測器信道無干擾設(shè)備的非理想性需要身份認(rèn)證、密鑰存儲等技術(shù)改良配合實現(xiàn)BB84協(xié)議的技術(shù)困難單光子源24理論安全性

量子密鑰的理論安全性已得到嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明

1999年，首個量子密鑰分配的無條件安全性證明被提出；2001年，理想的BB84協(xié)議被證明無條件安全性；2004年，結(jié)合實際的量子密鑰分配安全性被證明；......

理論安全性量子密鑰的理論安全性已得到嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明25四、實用化之路——量子密碼的現(xiàn)狀與前景

量子與量子密碼技術(shù)介紹ppt課件26商用化量子密碼產(chǎn)品美國MAGICTECH公司瑞士IDQUANTIQUE公司商用化量子密碼產(chǎn)品美國MAGICTECH公司瑞士IDQU27商用化量子密碼產(chǎn)品安徽問天量子科技公司商用化量子密碼產(chǎn)品安徽問天量子科技公司28北京-天津商用光纖量子密碼實驗

2004年，我國在國際上首次成功分析實際光纖量子密碼系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因，并提出解決方案——適用法拉第發(fā)射鏡的邁克耳孫干涉方案，并實現(xiàn)國際上第一個城際量子密碼實驗，量子線路長度125公里，創(chuàng)下世界紀(jì)錄。北京-天津商用光纖量子密碼實驗2004年，我國在國際上29與量子密碼相關(guān)的論文數(shù)量和專利數(shù)量逐年攀升與量子密碼相關(guān)的論文數(shù)量和專利數(shù)量逐年攀升30量子密碼的實用化之路