《半量子密碼學中若干關鍵問題研究》是依託東南大學，由朱珍超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：半量子密碼學中若干關鍵問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱珍超
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目旨在對半量子密碼學發展中存在的幾個關鍵問題進行研究。結合半量子密碼協定研究中存在的問題，我們將重點開展以下四方面的研究：1、通過全面分析總結現有量子密碼協定中所採用的基本量子操控手段，歸納出適宜於只具有經典計算能力的經典方的操控手段集合，以解決現有情況下因為合理的經典方模型的缺失而引發的問題；2、通過改變已有半量子密碼協定設計方式，特別是檢測竊聽模式，以解決半量子密碼協定中普遍存在的量子比特利用率低下的問題；3、針對現有半量子秘密共享協定均是基於糾纏態設計的問題，給出基於單粒子的半量子秘密共享協定；4、針對現有半量子安全直接通信協定只能實現從經典方到量子方傳輸信息的問題，設計出可以實現從量子方到經典方傳輸信息的半量子安全直接通信協定。. 通過上述問題的研究與解決，我們將構造出更為完整的半量子密碼學理論框架。
結題摘要
本項目主要研究了量子密碼協定設計與分析中存在的一些問題，在量子密碼協定設計和安全分析研究方面均取得了一些研究成果，在項目執行期間，我們共發表了權威學術論文14篇，其中包括發表於QUANTUM INF PROCESS、IEEE T PARALL DISTR、IEEE T SERV COMPUT等著名SCI檢索源期刊論文8篇，比較具有代表性的成果如下： (1)設計了兩個基於受控非門的量子秘密共享協定。協定中，每個光子只需傳輸一次，這將使得處於較遠位置的代理可以獲取分發者的秘密而免受糾纏衰減的影響。協定可抵抗特洛伊木馬攻擊、截獲重發攻擊、糾纏測量攻擊以及糾纏交換攻擊。協定的理論效率接近100%，除去用於竊聽檢測的粒子，所有粒子均被用作生成最終的秘密。 (2)設計了一個基於單粒子的量子對話協定。通過此協定，兩個合法的對話用戶可以同時將其信息傳輸給對方。協定對於延遲光子特洛伊木馬攻擊、不可見光子竊聽攻擊是安全的。更為重要的是，協定可以克服大多數量子對話協定中存在的信息泄露問題。與僅有的一個基於單光子設計的無信息泄露問題的量子對話協定相比，此協定具有更高的量子比特利用率。 (3) 近期的一份研究中，Yang等人指出Zhang等人的量子安全直接通信協定存在安全隱患。協定中，管理員角色可以被去除，接收者可以在沒有管理員許可的情況下直接獲得傳送者的信息。Yang等人給出了改進方案，然而我們的研究揭示，改進協定仍然存在管理員角色被去除的問題，而且在改進協定中，不誠實的管理員可以竊聽到傳送者的信息而不被檢測到。最後，我們給出了改進以去除協定中存在的這兩個安全隱患。 (4)在近期的一份研究中，Shukla等人基於貝爾態和貝爾態測量給出兩個量子密鑰協商協定，他們聲稱協定是安全的。然而，我們的研究揭示，他們提出的三方量子密鑰協商協定並不安全，協定中的任意一個參與者可以直接得到另外兩個參與者的私有信息。更為嚴重的是，協定中的兩個參與者可以單獨決定最終生成的密鑰。最後，我們給出協定的有效改進。 (5) 近期的一份研究中，Yin等人基於兩粒子糾纏態提出一個三方量子密鑰協商協定，他們聲稱協定可以抵抗內部攻擊且協定中的每一個參與者對於最終密鑰生成的貢獻是均等的。而我們的研究揭示，協定中的兩個參與者可單獨決定最終密鑰。最後，我們給出協定的有效改進。
