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安全的密码体制。我们称利用微观粒子状态来表示的信息为量子
信息,量子力学基本原理是描述量子信息行为的最重要物理基础。这主要包括:①海森堡测不准原理:由于波动性,在同一时刻微观粒子的位置与动能不能同时以相同的精度测定到确定值,只能精确测定两者之一例。②量子不可克隆定理:量子系统的任一未知量子态,在不遭破坏的前提下,是不可能被克隆到另一量子体系上的。
综上我们自然想到: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先要作测量,而测量就必然会改变量子的状态。
现代密码学是建立在计算复杂性理论基础之上的,因此,对于基于数学问题而设计的现代公钥密码而言,量子计算机的潜在威胁是致命的。而对于私钥密码、Hash函数等密码算法来说,目前尚未发现量子计算的有效攻击方法。
量子密码通信的基本协议在量子密码学中,发送者和接受者通信双方拥有双方密钥才可以通信。具体
是通过量子密钥分配协议来实现的,在经典通信中尽管用各种数学技巧防止窃密,但以任何数学技巧为基础的密钥理论上都是可以破译的,经典密钥绝对保密不可能做到,绝对保密应建立在量子力学规律基础上。量子密钥分配QKD的方案有
①基于两种共扼基的量子密钥分配方案,其代表BB84协议,该方案是基于四个非正交态作为量子信息态发送者每隔一定时间随机地从4个光子极化态0,π4,π2,3π4中任意选取一个发送给接收者,形成具有一定极化态的光子态序列,并记录每一个光子态对应的基矢类型这个协议中有两种测量基矢Rectili
ear型和Diago
al型。接收者接到发送者发送的信号后,开始接收发送者发送的光子态序列,接收者为每一个光子从两种测
f量基矢中随机地选取一种进行测量,然后记录测量的结果并秘密保存。接收者接收并测量完发送者发送来的极化态光子序列后,向发送者公开其测量过程中所用的基矢或测量类型。发送者进行比较并告诉接收者其比较的结果告诉接收者哪些是正确的,哪些是错误的。根据比较结果,发送者与接收者按照事先的约定将经过比较后的所有正确的光子极化态翻成二进制比特串,从而获得所需的密钥。②基于两个非正交的两态量子密钥方案该方案是由Belmet在1992年提出的,称为B92协议1接收者以0°或45°光子线偏振态随机向接收者发射选定的光子脉冲;2接收者随机选取90°或135°方向的检偏基检测,当接收者的检测方向与接收者所选方向垂直,探测器完全接收不到光子;当成45°时,则有50的概率接受r
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