《基於糾纏的量子安全通信協定設計與分析》是依託東南大學，由劉志昊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於糾纏的量子安全通信協定設計與分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉志昊
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
不同於基於數學困難問題之計算複雜性的經典安全通信，量子安全通信建立在量子力學的客觀規律之上，理論上具有無條件安全性和竊聽的可檢測性，為信息的安全傳輸提供了新的思路和方法，被視為最有潛力的安全通信發展方向，具有廣闊的套用前景。本課題以量子安全通信為研究對象，主要研究如下內容：（1）在深刻理解糾纏及其數學刻畫的基礎上，分析多量子比特糾纏的性質，並將之套用於量子安全通信協定的設計與分析，從而設計一批安全性良好、效率較高、容易實現的量子安全通信協定，特別地研究不需要酉操作編碼或者解碼信息的量子安全通信，及探索全新的量子通信模式。（2）利用糾纏理論分析兩量子安全通信協定具有共性（如相同的傳輸效率）的內在原因。（3）探索量子安全通信協定分析的新方法，避免使用窮舉分析法，從理論上對有關協定提出新的攻擊策略，並給出相應的防範對策。
zhua曲子白渡白顆
結題摘要
不同於基於數學困難問題之計算複雜性的經典安全通信，量子安全通信建立在量子力學的客觀規律之上，理論上具有無條件安全性和竊聽的可檢測性，為信息的安全傳輸提供了新的思路和方法，被視為最有潛力的安全通信發展方向，具有廣闊的套用前景。本課題以量子安全通信為研究對象，探索了量子糾纏的性質，並利用這些性質來解決量子安全通信問題。在探究了量子糾纏性質的基礎上，以加強安全性為出發點，對量子安全直接通信、量子對話、控制型量子直接安全通信、量子廣播通信等方向進行深入研究，分析和設計了一系列的量子安全通信協定，提出了新型量子安全攻擊方法，並給出了相應對策，豐富了量子密碼分析理論，具有較高的學術價值。具體可歸納為：1、利用量子密碼分析學方法，對量子安全通信協定進行了理論分析，指出其中存在的安全性漏洞或風險，提出了改進意見或建議。（1）利用量子密碼分析方法，分析了兩控制型量子安全直接通信協定，指出控制者可以竊取一部分信息而不會被傳送者或者接收者發現，這不符合控制型量子安全通信的安全性要求。（2）分析了一量子廣播通信協定，指出它是不安全的，並提出兩類新型攻擊方法，說明身份標識串不可重複使用。2、利用信息理論，對量子直接通信協定進行了理論分析，指出其中存在的信息泄露問題，並提出了改進意見或建議，為後續設計真正安全的量子直接通信協定提供理論支撐。（1）從資訊理論角度，分析並指出了量子對話協定的信息泄露問題。從理論上指出，如果平均每一量子比特用於傳輸多於一比特信息，必將帶來量子信息泄露問題。（2）從資訊理論角度，首次分析並指出了一些單向量子安全直接通信協定的信息泄露問題，為設計沒有信息泄露問題的量子安全直接通信協定提供理論指導。另外，課題組在量子行走、量子圖像、量子拍賣、量子遠程態製備、量子計數、量子人工智慧算法及量子信息等方面亦取得初步的研究成果。
