隨著電子商務、移動付出和互聯(lián)網(wǎng)金融等新興營業(yè)的蓬勃發(fā)展,通訊與網(wǎng)絡技術的觸角已經(jīng)深入到社會經(jīng)濟生活的各個角落,人們對網(wǎng)絡的依靠越來越強,網(wǎng)絡極大地改變了人們的生存模式,已成為人們?nèi)粘I钪胁豢扇鄙俚囊徊糠;但是網(wǎng)絡帶給人們便利的同時,網(wǎng)絡安全題目也日益凸顯,盡管在網(wǎng)絡中保障網(wǎng)絡安全的各種設備和新技術已經(jīng)層層部防,但是諸如12306網(wǎng)站包含用戶身份證及密碼信息的數(shù)據(jù)泄漏、快遞1400萬信息外露、2014年的1·21我國互聯(lián)網(wǎng)DNS大劫難等等網(wǎng)絡安全題目一再出現(xiàn),這些賡續(xù)曝光的監(jiān)控竊聽丑聞和用戶隱私泄漏事件進一步加劇了人們對于網(wǎng)絡信息安全的擔心與關注,有沒有一種技術可以有用解決網(wǎng)絡安全題目?量子通訊技術具有極高安全性、通訊容量大、傳輸速度快等好處,可以完成傳統(tǒng)通訊不能完成的特別義務,行使無法破譯的秘鑰技術,實現(xiàn)了真正意義上的安全保密通訊,近年得到了世界各國科學家的密切關注和深入研究,是通訊技術的又一次革命。
1、量子通訊的基本原理
1.1基本概念
量子通訊是行使量子干系疊加、量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型通訊技術,由量子論和信息論相結合而產(chǎn)生。從物理學角度看新疆人事考試中心,量子通訊是在物理極限下行使量子效應征象完成的高性能通訊,從物理原理上確保通訊的絕對安全,解決了通訊技術無法解決的題目,是一種全新的通訊體例。從信息學角度看,量子通訊是行使量子不可克隆或者量子隱形傳輸?shù)攘孔犹卣,借助量子測量的方法實現(xiàn)兩地之間的信息數(shù)據(jù)傳輸。量子通訊中傳輸?shù)牟皇墙?jīng)典信息,而是量子態(tài)攜帶的量子信息,是將來通訊技術的緊張發(fā)展方向。
1.2 量子通訊的重要組成部分
量子通訊重要由量子密鑰分配( QKD制作網(wǎng)站,Quantum Key Distribution)、量子隱形傳態(tài)(Quantum Teleportation)、量子安全直接通訊(QSDC,Quantum Secure Direct Communication) 、量子機密共享( QSS,Quantum Secret Sharing) 等4個方面。
1.2.1量子密鑰分配( QKD)
量子密鑰分配以量子態(tài)為信息載體,基于量子力學的測不準關系和量子不可克隆定理,通過量子信道使通訊收發(fā)雙方共享密鑰,是密碼學與量子力學相結合的產(chǎn)物。QKD 技術在通訊中并不傳輸密文,只是行使量子信道傳輸密鑰,將密鑰分配到通訊雙方;赒KD 技術的保密通訊體系架構如下圖
基于QKD的量子保密通訊體系
目前,各國學者在理論上已經(jīng)提出了幾十種量子密鑰分配方案,根據(jù)旌旗燈號源的不同也許可分為三類:基于單量子的量子密鑰分配方案;基于量子糾纏對的量子密鑰分配方案;基于單量子與量子糾纏對的混合量子密鑰分配方案。
1.2.2量子隱形傳態(tài)
量子隱形傳態(tài)(Quantum Teleportation)又稱量子長途傳態(tài)或量子離物傳態(tài),是行使量子糾纏的不確定特征,將某個量子的未知量子態(tài)傳送到另一個地方,然后將另一個量子制備到該量子態(tài)上,而原來的量子仍留在原處。其基本原理是行使量子糾纏對的長途關聯(lián),通過對其中一個糾纏量子和某一個未知量子態(tài)進行一些本地測量,實現(xiàn)這個未知量子態(tài)在另一個糾纏量子上再現(xiàn)出來。量子態(tài)傳送過程是隱形的,通訊過程中傳輸?shù)闹皇潜磉_量子信息的“狀況”,而并不傳輸作為信息載體的量子自己,通訊沒有經(jīng)歷空間與時間,不發(fā)送任何量子態(tài),而是將未知量子態(tài)所包含的信息傳送出去。
1.2.3量子安全直接通訊(QSDC)
量子安全直接通訊是指通訊雙方以量子態(tài)為信息載體,基于量子力學相干原理及量子特征,行使量子信道,在通訊收發(fā)雙方之間安全地、無走漏地直接傳輸有用信息,分外是機密信息的通訊技術。
QSDC是量子通訊技術的一個緊張分支北京人事考試網(wǎng)站,重要用于直接傳輸機密信息。通訊的收發(fā)雙方無需事先建立安全密鑰,就可以直接通過量子通道進行信息傳輸。QSDC與量子密鑰分發(fā)的根本區(qū)別在于在量子信道中直接傳遞隱秘信息,安全性要求比量子密鑰分配高,但總體而言,QSDC方案還存在非實時及其量子信道信息所必要的糾纏態(tài)、量子存儲等技術還不成熟的題目。
1.2.4量子機密共享(QSS)
量子機密共享是傳統(tǒng)的機密共享在量子通訊中的運用和發(fā)展,傳統(tǒng)的機密共享旨在對緊張的密鑰進行安全珍愛,使即便部分或悉數(shù)密鑰被第三方竊取也難以恢復出真實的密鑰。其重要實現(xiàn)思路是,將原始密鑰分割成多份,然后將多份密鑰分別發(fā)給多個用戶,每個用戶都只能獲取一份或多份密鑰份額,只有在多個密鑰分享者合作下,才能恢復出原始的密鑰,不能知足上述條件的共享者將無法得到悉數(shù)的密鑰。通過使用機密共享方案,可以在分享機密信息的同時,防止不誠實用戶的破壞企圖。
量子機密共享是多個通訊方之間通過多量子糾纏態(tài)實現(xiàn)的量子通訊,但實際應用技術難度大,還基本處在理論研究階段。1999年,Hillery,Buzek和Berthiaume提出了首個量子機密共享方案,隨后,各國學者又相繼提出了大約十幾種理論方案,包括共享一個未知態(tài)的一些方案,并于2001年在實驗上進行了演示。
1.3量子通訊的系統(tǒng)架構
量子通訊體系系統(tǒng)架構
1 2 下一頁>