《量子演化密碼理論研究》是依託上海大學，由王潮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：量子演化密碼理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王潮
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近三年量子計算機關鍵技術屢獲突破，加州聖芭芭拉分校成功實現馮諾依曼結構和量子傅立葉變換的量子電路，使得破譯RSA等公鑰密碼走向現實，需重視量子計算對密碼學的影響。當前量子計算有效攻擊僅針對一類公鑰密碼，攻擊能力受到量子位等器件制約；且未考慮用於密碼設計。.加拿大128量子位商用量子計算機成功用於洛克馬丁武器設計和谷歌圖像搜尋，引發對量子計算窮盡搜尋和最佳化能力的關注，藉此最佳化中國學者提出的演化密碼理論，形成量子演化密碼理論。並通過 Grover算法結合側信道攻擊，驗證量子計算對公鑰密碼攻擊普適性；引入量子演化算法構造布爾函式，驗證量子計算密碼設計的可行性。.量子演化密碼的研究，立足現有量子計算特點，結合併豐富現代密碼方法，解決量子計算上述三個問題：拓展攻擊範圍，降低器件要求，嘗試量子密碼設計。探索代數免疫和非線性度等多密碼性質均衡等難題解決。為評估量子計算對現有公鑰密碼系統的影響提供支持。
結題摘要
在國際上首次探索了量子計算機用於密碼設計的可行性；探索了Shor算法之外的量子計算用於密碼攻擊的可行性；提出了具有創新意義的計算方法，主要成果有：1、提出量子蟻群算法用於密碼設計，進而拓展到探索商業化的加拿大512量子位商用量子計算機用於多安全指標8元布爾函式密碼設計的可行性，巧妙發揮量子退火算法的物理特性，有效地解決同時抗代數攻擊和非線性攻擊的計算困難問題，部分實驗成果超過IEEE Trans. On IT 2014年的進展。2、探索了加拿大商用量子計算機可以用於抗側信道攻擊等密碼部件設計的可行性。在抗ECC差分功耗攻擊的門級防禦系統WDDL中，量子退火算法進一步擴大差分功耗曲線的尖峰值範圍，最佳化WDDL的附加單元結構，節提高系統的抗攻擊能力。3、在拓展量子計算的密碼攻擊能力方面，考慮到Grover量子算法對於無序資料庫中特定目標的搜尋有平方加速作用，將Grover算法與故障攻擊相結合，加速密鑰位的搜尋。並針對Grover算法存在搜尋失敗的問題，採用基於兩次相位翻轉零失敗率Grover算法的對ECC電壓毛刺攻擊算法進行最佳化，攻擊的計算複雜度大大降低。4、進而藉助於隱馬爾科夫模型思想，提出了一種針對橢圓曲線數字簽名體系的一種計時攻擊方法。並對美國國家標準與技術研究院公布的二進制域上的5條Koblitz安全曲線進行了攻擊仿真實驗，成功地攻擊了除K-571以外的其它4條Koblitz安全曲線。在本次基金研究之前，量子計算用於密碼學領域只有Shor算法破譯公鑰密碼。量子演化密碼的研究，旨在探索量子計算套用與密碼學的三個問題：拓展攻擊範圍，降低器件要求，嘗試量子密碼設計。得到項目支持發表的期刊論文14篇，會議論文1篇；申請發明專利5項，其中授權1項。項目執行期間，王潮於2015年獲得中國電子學會第二屆全國優秀科技工作者稱號。
