检索结果-内蒙古大学图书馆

实验室研究与探索 2021年第10期40卷 210-214,255页

作者：张秀再刘光杰张经纬南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

为了提高FPGA综合设计实验课程的高阶性、创新性、挑战度,设计了一种基于FPGA架构和BB84协议的量子加密视频通信教学实验。该实验采用梅森旋转算法可以快速、可靠地产生高质量的量子比特流,以量子力学测量塌缩理论、海森堡测不准原理和... 详细信息

为了提高FPGA综合设计实验课程的高阶性、创新性、挑战度,设计了一种基于FPGA架构和BB84协议的量子加密视频通信教学实验。该实验采用梅森旋转算法可以快速、可靠地产生高质量的量子比特流,以量子力学测量塌缩理论、海森堡测不准原理和量子不可克隆定律为理论基础,在FPGA平台上实现对视频信息的加密。该实验利用量子加密算法使视频信息在理论上具有绝对安全性,并可以及时检测到信息是否被第三方窃取,以激发学生主观能动性和创造性,磨练学生攻坚克难的科学精神和提升学生的工程实践能力。

关键词：梅森旋转算法视频通信量子加密算法 BB84协议现场可编程门阵列

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仲裁量子签名协议的研究与设计

仲裁量子签名协议的研究与设计

引用

作者：林伟彬华东交通大学

学位级别：硕士

量子签名是在经典签名的基础上,利用量子力学原理对量子信息完整性,不可否认性以及不可伪造性进行保护的密码学原语。作为量子签名重要的研究方向,仲裁量子签名(Arbitrated Quantum Signature,简称AQS)是目前研究的前沿领域。本文深入... 详细信息

量子签名是在经典签名的基础上,利用量子力学原理对量子信息完整性,不可否认性以及不可伪造性进行保护的密码学原语。作为量子签名重要的研究方向,仲裁量子签名(Arbitrated Quantum Signature,简称AQS)是目前研究的前沿领域。本文深入探讨了AQS的理论基础,以AQS方案的研究和设计为主体思路,对现有AQS方案进行了研究分析,发现其中的安全问题,并提出了相应的解决方案。同时,为了完善AQS的仲裁功能,设计了一个具有灵活追踪性质的仲裁量子群盲签名(Arbitrated Quantum Group Blind Signature,简称AQGBS)系统。论文具体的研究内容如下:(1)从对话加密方式角度,对一类基于量子一次一密的AQS方案进行了研究分析,发现用于保密通信的量子加密算法,一旦应用到AQS协议中,就无法抵御伪造攻击和否认攻击。因此,为了构造适用于AQS和保密通信的加密方式,提出了一种基于AQS的受控量子对话方案。该方案采用第三方控制者技术、诱饵粒子检测技术,通过删除F粒子携带的无用信息来防止信息伪造和泄露问题。经安全性和对比分析,该方案可以抵御控制者攻击、接收者伪造攻击和签名者否认攻击。(2)从加密算法和追踪性角度,对两个典型方案和现有的AQS多比特签名方案进行研究分析,发现其中存在设计缺陷;另外,监督者的仲裁功能也会被限制。因此,全方位构思了具有灵活应变能力的签名方案,创新性的提出了一个AQGBS系统,其中包括签名验证和灵活追踪两个子系统。第一个子系统在链式CNOT操作的基础上构造了一个改进的加密算法,利用Grover搜索算法的迭代原理和并行特性,弥补了链式CNOT操作的缺陷,保证了AQGBS签名验证子系统的安全性。此外,该方案还引入了受控量子对话对签名密钥进行分发。与现有AQS方案进行对比,该子系统安全性更高。(3)第二个子系统为灵活追踪子系统,其利用半量子思想构建了公平协商模型,完善了监督者的仲裁功能。监督者可以根据不同的应用场景,和量子签名者协商选择是否追踪真正的签名者,即灵活选择是否公开问题签名所对应的那个签署者身份。接着,利用Grover搜索算法的并行特性,降低了多人协商的复杂性。经分析,该方案不仅资源消耗较少,传输效率还更高,而且还可以抵抗来自内部和外部的攻击。

关键词： AQS 受控量子对话量子加密算法 AQGBS 灵活追踪性

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广播量子多重盲签名方案

引用

计算机应用研究 2015年第5期32卷 1493-1495,1511页

作者：张文昊张建中陕西师范大学数学与信息科学学院西安710062

运用GHZ态提出了一个广播多重盲签名方案。通过信道安全性检测,保证分发的粒子是安全的。结合量子密钥分发协议、量子加密算法和GHZ态粒子的相干性保证方案的安全性。分析表明,方案满足广播多重签名和盲签名的性质,满足不可伪造性和不... 详细信息

运用GHZ态提出了一个广播多重盲签名方案。通过信道安全性检测,保证分发的粒子是安全的。结合量子密钥分发协议、量子加密算法和GHZ态粒子的相干性保证方案的安全性。分析表明,方案满足广播多重签名和盲签名的性质,满足不可伪造性和不可否认性。

关键词：广播多重签名盲签名量子密钥分发协议量子加密算法 GHZ态的相干性

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仲裁量子签名方案的若干问题研究

仲裁量子签名方案的若干问题研究

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作者：张可佳北京邮电大学

学位级别：博士

数字签名作为密码学研究的重要分支,在身份认证和数据完整性’保护等方面扮演着至关重要的角色。然而,量子计算的发展给基于数学难解问题的经典数字签名方案带来了巨大的安全隐患。为了确保数字签名在量子环境下的安全性,一种将量子理... 详细信息

数字签名作为密码学研究的重要分支,在身份认证和数据完整性’保护等方面扮演着至关重要的角色。然而,量子计算的发展给基于数学难解问题的经典数字签名方案带来了巨大的安全隐患。为了确保数字签名在量子环境下的安全性,一种将量子理论直接应用于数字签名的研究方向被提出,这就是量子签名。在目前的量子签名研究中,仲裁量子签名作为方案设计和分析的基本思想,具有重要的理论价值和实际应用前景。本文正是以仲裁量子签名方案为研究对象,从加密算法分析和具体应用方案分析两个角度,揭示了目前量子签名中存在的设计缺陷和安全性隐患,并提出了安全的设计方案和改进策略。本文的研究内容和主要贡献如下：在仲裁量子签名方案中的加密算法分析方面,首先分析了Choi加密算法的脆弱性,发现该加密算法并不能抵御接收者的伪造攻击；进而,从更为一般的角度,证明了现有的针对量子消息和经典消息的加密算法,同样无法抵御接收者的伪造攻击。上述结果充分表明了以保密通信为目的设计的量子加密算法并不能直接应用于仲裁量子签名来保证方案的安全性。在仲裁量子签名方案中的加密算法设计与改进方面,首先确定了Choi加密算法的适用条件,指出了针对带有旋转签名预处理操作的仲裁量子签名方案,可以通过改进Choi加密算法来抵御接收者的伪造攻击；随后,从密钥多维度控制的角度,设计了一系列可抵御伪造攻击的一般性量子加密算法,包括可控辅助算子加密算法、对应关系加密算法、串行连续加密算法和并行多算子加密算法。在具体应用背景下的仲裁量子签名方案的设计与分析方面,首先分析了两类仲裁量子群签名方案的实用性和安全性,发现Wen等人的Bell态量子群签名方案其本质是一个两方的签名方案,接收者完全可以伪造签名,签名者也完全可以否认签名；而在Xu等人的非纠缠态仲裁量子群签名方案中,签名者可以通过实施截获重发攻击来成功否认签名；进一步,利用基本的纠缠交换技术,设计了一种更为安全实用的仲裁量子群签名方案；最后,分析了一种量子代理弱盲签名方案的实际可行性,指出了该方案中缺少必要的权限控制机制,导致接收者可以任意伪造合法的签名。

关键词：仲裁量子签名量子加密算法群签名代理签名盲签名

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量子密码若干问题研究

量子密码若干问题研究

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作者：李恕海西安电子科技大学

学位级别：博士

量子密码是一种以量子力学体系为基础的密码学资源,对于信息安全有着重要的意义。本文依托量子力学体系的数学框架,重点研究了量子密钥分配协议和量子加密算法的无条件安全性,根据这些理论基础取得了如下研究成果:1.量子密钥分配协议的... 详细信息

量子密码是一种以量子力学体系为基础的密码学资源,对于信息安全有着重要的意义。本文依托量子力学体系的数学框架,重点研究了量子密钥分配协议和量子加密算法的无条件安全性,根据这些理论基础取得了如下研究成果: 1.量子密钥分配协议的本质在于非正交量子状态具有窃听检测功能,因此如何检测发生在量子状态上的错误是量子密钥分配协议成功与否的关键。目前大多数的量子密钥分配协议都使用交换的平行测量基|0? ,|1?和对角测量基| +? ,|??来检测发生在任意单量子上的任何错误。本文对Bell测量基{|Φ+ ? ,|Φ? ? ,|Ψ+ ? ,|Ψ??}的窃听检测策略进行了详细的分析,论证了Bell测量基作为窃听检测策略的合理性,并基于此设计了四维Hilbert空间上的密钥分配协议,在同样安全性以及密钥生成率的条件下,显著地减少了经典信道和量子信道上的通信量。 2.根据对Bell测量基窃听检测能力的研究,本文全面地分析了两个使用对随机位置置乱EPR对构成非正交量子状态的量子密钥分配协议的安全性,证明了这两个协议是完全等价的,并指出这两个密钥分配协议在确定窃听行为造成的错误数量上有一个缺陷,并修正了这个安全性上的不足。 3.量子密钥分配协议成功的另一个必须要满足的条件是确定量子状态上窃听者导致的错误数量。目前最重要的方法是随机抽样定理,因为随机抽样定理能够对非法破译者的窃听行为造成的错误数量提供一个指数级准确的上界,用以判断能否应用量子纠错或者经典的信息调和与保密增强,将破译者得到有关最终测量结果的信息减少到指数无穷小。本文对随机抽样定理进行了改进,从单样本抽样情况推广到多样本抽样。令使用随机抽样作为检错手段的量子密钥分配协议的效率得到显著的提升。 4.量子力学对密码学的贡献不止是密钥分配。对于使用非正交的量子状态来加密经典和量子明文,同样具备某些经典对称密码体系没有的属性。具体表现在,量子密文具有窃听检测功能;在攻击者的已知明文攻击策略下,不同的攻击方式获得的密钥信息量也不同。为了公式化地刻画量子加密算法的这些属性,本文论述了量子安全信道的概念,给出了使用BB84编码的量子安全信道在Collective和Coherent已知明文攻击策略下的密钥熵及其上下界的一些结果。 5.经典密码理论也能够为量子密码服务。本文利用经典的Hash认证函数取代随机抽样定理来确定窃听行为的具体数量,从而避免了在认证经典信道上反复审核检测位置和测量结果等信息这一相对繁琐的过程。将量子加密算法与经典认证码相结合,文中提出了两个分别基于量子密钥重用和量子加密的安全算法,使得量子密码协议更加接近实用体系。这些密码学算法的共同特点是在几乎不损失安全性的前提下变得更有成效。

关键词：量子密码学无条件安全性量子密钥分配协议量子加密算法

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量子密码体制若干问题的研究

量子密码体制若干问题的研究

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作者：郭奋卓北京邮电大学

学位级别：博士

按照摩尔定律，计算机的运算速度每隔大约两年就会提高一倍，破译密码的难度不断降低，这使得基于计算复杂性的经典密码体制受到很大威胁。另一方面，计算机运算速度的提高要求计算机的集成度越来越高，特征尺寸越来越小，最终其功能将... 详细信息

按照摩尔定律，计算机的运算速度每隔大约两年就会提高一倍，破译密码的难度不断降低，这使得基于计算复杂性的经典密码体制受到很大威胁。另一方面，计算机运算速度的提高要求计算机的集成度越来越高，特征尺寸越来越小，最终其功能将受到量子效应的干扰。这就迫使我们不得不开始研究新一代计算技术，也就是用到诸如量子比特、相位、强关联等深层次量子特性的量子计算。从量子计算的概念问世以来短短20年，人们已经充分认识到量子并行性对经典密码体制的潜在威胁。而要在这种攻击强度下进行安全通信，量子密码体制可能是唯一的选择。本论文主要研究了量子密码体制中的密钥分发、身份认证、秘密共享和加密体制四类问题，取得了若干研究成果。具体地：在密钥分发和纠缠交换方面，基于两个Bell态之间的纠缠交换，提出一个两级系统密钥分发协议和一个d级系统密钥分发协议，并分析了它们各自的安全性；利用二次剩余理论，证明了d级系统与两级系统中Bell态之间的纠缠交换存在本质区别。该结论进一步说明了高维量子密码协议具有更高安全性，对设计量子密码协议具有一定的指导意义。在身份认证方面，针对最初的身份认证协议大都只适用于特定的密钥分发过程这一问题，提出一种通用的在分发密钥的同时进行身份认证的思想；提出一个基于非正交纠缠态的身份认证协议；对BBM92协议作了改进使其可以同时进行身份认证。利用该通用思想，几乎所有的量子密钥分发协议都可以同时完成身份认证，并且在认证过程中实现了窃听检测，提高了密钥分发的效率和安全性。在秘密共享方面，针对最初出现的共享联合密钥的量子秘密共享协议效率不高这一问题，提出一个理论效率达到了100％的此类协议，

关键词：量子密码体制量子密钥分发量子身份认证量子秘密共享量子直接秘密共享量子加密算法

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量子加密算法及其安全性

引用

通信技术 2001年第9期34卷 100-102,111页

作者：赵生妹郑宝玉南京邮电学院信息工程系南京210003

信息加密被认为是现代通信最重要的技术之一。量子计算机的出现将使已有的加密算法(如RSA算法)的安全性受到严重的挑战。讨论依赖于量子力学原理的量子加密算法,并证明它们的安全性。同时给出加密算法在概率克隆存在情况下安全性的讨论。

关键词：量子加密算法量子态密钥分发安全性

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