返回首页 内部办公网 English
当前位置:首页 > 学科科研 > 学术交流
第11期“互联”学术沙龙—— “量子密钥分发简介”[图]
( 发布日期:2019-06-05 阅读:次)

2019年05月31日(周五)下午,银振强教授在信电楼204进行了本次学术沙龙讲座,在董黎刚教授的介绍后,银教授开始了本次讲座的主要内容。本次讲座内容可以主要分为四部分:通信安全的基本概念、量子密钥分发基础、实现技术—端对端到网络、安全性—攻击与防御。

1.png

        首先,银教授指出,现在国家十分重视量子信息技术的发展,不仅投入了大量的人力物力,相信不久以后就可以和现在人工智能一样大力地投入到市场中;此外,我们国家十分重视网络传输安全、可靠和保密等工作。然而,量子信息技术就能提供这样一种技术的保障,所以,在未来的几年之内,量子信息一定会蓬勃发展,介绍了通信安全的基本概念,通信安全的一个核心问题:如何将需要保密的信息(明文)安全的传送给目标,即信道上的窃听者不能获取明文。 
      其次,银教授介绍了“量子密钥分发基础”,目前所说的量子通信主要是指利用量子的方法,让通讯方安全的共享密钥。完成安全密钥分发后,就可以利用密钥执行一次一密加密的无条件安全保密通信了。只有密钥分发是量子的,一次一密的保密通信仍旧是经典通信。量子是用来保护密钥安全分发的,因此也可以说现阶段的实用化量子通信本质上是量子密钥分发。什么样的物质具有量子性?原则上任何物体都具有量子性,但只有微观物体(分子、原子、电子、光子……)才明显,特性:每时刻的位置、速度完全确定,有确定的运行轨迹,遵从牛顿力学。还提到了BB84协议又称四态协议,它是由C. H. Bennett 和 G. Brassard在1984年提出的,因此被称为BB84协议。它是最广泛使用的量子密钥分发(QKD)协议。 



2.png
      其次提到了“实现技术—端对端到网络”,(1)理想的单光子光源:标准的离散变量量子密码协议需要使用单光子光源产生单个光子以携带量子信息。1974年:Clauser利用Ca原子的级联转换第一次成功产生单光子开始,单光子光源的发展已经经历了很长一段时间。从2000年后,研究者们的主要兴趣集中在使用各种形状的单量子点(固态微腔等)来实现单光子源。(2)实际系统中的量子光源:目前,理想的单光子光源还无法应用于实际系统中。目前系统中采用最多的技术是将激光衰减获得单光子。(3)单光子探测器SPD:对雪崩光电二极管(APD)两端施加反向偏压,使其工作于盖格模式(Geiger mode),能够得到106以上放大倍数的增益,从而将单个光子引起的单载流子放大到足以被后续电路检测的幅度。
      最后,银教授讲到实际的量子密码系统的安全性前提1.通信双方Alice和Bob能够产生拥有真正的随机数。2.Alice和Bob的态制备与测量装置完全符合协议的定义。讲到如何解决安全性漏洞,寻找各种琐碎的器件非理想性,发布针对性的补丁。例如,发现分束器波长相关性后,就前置滤波器。缺点是难以穷尽所有的器件非理想性,因此实际系统总是可能存在未知漏洞。
总结:量子通信本质上是量子密钥分发。它解决的问题是在不安全信道上如何安全的分发密钥的问题。即当有人在信道上窃取密钥时,通信方可以发现窃听行为。结合量子密钥分发得到的安全密钥,对需要通信的明文进行一次一密加密传输,理论上能够实现无条件安全的保密通信。信息安全是一个系统问题。量子通信不能解决通信安全的所有问题。例如:安全区安全,木马入侵等非信道攻击都不是单纯依靠量子通信能够解决的问题。
      衷心感谢银振强教授对关于“量子密钥分发简介”这方面知识的详尽介绍,也希望同学们通过此次学术沙龙活动能有所收获。
 


供稿人:索同鹏
摄影人:索同鹏


分享到:0
上一条: 第12期“互联”学术沙龙 ——“物联网和人工智能在智慧城市中的应用”[图] 2019-6-5
下一条: 第9期“互联”学术沙龙—— “无线能量传输与零阶谐振天线研究”[图] 2019-5-23
浙公网安备33011802000512号