为什么说激光通信最保密

为什么说激光通信最保密
为什么说激光通信最保密

自上个世纪以来,由于通信技术发展极为迅速,中波、长波、超长波、短波、超短波以及微波通信以惊人的速度向前发展。然而事物的发展总是离不开矛和盾,随着电子通信技术的发展,电子对抗也就随之产生并发展起来了,电子侦察已成为现代作战获取情报的重要手段。无线电通信的电磁波犹如空气一样遍及全球,给敌方的无线电侦听带来了十分便利的条件,很容易泄密,给军事行动造成意想不到的损失。因此世界各国无不在保密方面狠下功夫,制定了各种保密措施防止无线电通信泄密。利用有线电通信的信号电流是沿着金属导线流动的,虽然比无线电通信保密,但也不是万无一失的。因为信号电流在导线周围会产生磁场,根据电磁感应原理:电生磁,磁生电,同样也很容易遭到敌方的窃听造成泄密。无线电波很容易被敌方接收,即使是加密的电波,在现代电子计算机技术充分发展的年代里也很容易被破译,于是人们感到必须改变传统的通信手段,才能适应保密的需要。1960年7月,光家族的新秀―――激光问世了,伴随激光的产生,一种新颖奇特的通信―――激光通信也进入了人们的视野。这位现代通信家族中的后起之秀,以其独有的通信容量大、保密性好、抗干扰能力强、通信质量好的特点给通信业的发展带来了明媚的春天,成为现代通信领域中引人入胜的“热门”。激光作为一种光波,虽然和电磁波有所不同,但是它仍属于电磁波家族中的成员,具有电磁波的特性,能在空间以波动的形式传播。但是它和电磁波又有区别,它的频率极高,具有奇特的粒子性。

随着激光技术的发展,激光通信也出现了两种方式:一是“有线”的光纤通信;二是“无线”的大气激光通信。这两种通信方式都具有自己的保密特性。

光纤通信是使光信号在极细的玻璃丝光缆中传播,光缆深埋地下、江、河、海底或敷设在管道中,不易被发现和破坏,尤其是玻璃丝不向外辐射电磁波,不会招惹是非,使截获和侦听无可乘之机。即使碰巧被发现,它也不像金属导线那样容易“旁路”窃听;弄不好纤细的玻璃纤维竟会立即断成几节,散落四处,使侦听的企图落空,可谓“宁碎不泄密”。

大气激光通信中激光传输是一束平行而准直的细线,发散角小、方向性好,不像电磁波那样在空中到处乱窜,不掌握其传播方向是无法接收到它的信号的。即使发现激光通信信号,由于激光通信的频率极高,比微波的频率起码高10万倍以上,用现代的电子设备无法侦听,难以截获和破译。

因此看来,激光通信具有天然的保密性,它将给军事通信事业开辟崭新而广阔的天地。

量子保密通信案例介绍

量子保密通信案例介绍 1、金融领域 通过与中国人民银行和中国银监会合作,开展了金融行业量子保密通信应用,包括同城数据备份和加密传输、网上银行加密、异地灾备、监管信息采集报送、人民币跨境收付系统应用等,并在银行、证券、期货、基金等行业成功开展了应用示范。特别是银行业,已经形成了一批典型示范用户,包括工商银行、中国银行、建设银行、交通银行等国有大型商业银行,民生银行、浦发银行等全国性股份制商业银行及北京农商行等其他商业银行。 中国银监会组织的京沪干线量子保密通信应用在同城数据备份和加密传输应用方面,工商银行、交通银行、北京农商行,浦发银行、民生银行、东方证券、国泰君安期货、华安基金等金融机构已经常态化应用。

在网上银行加密方面,交通银行、工商银行已经常态化应用。2017年2月,交通银行首次把量子保密通信技术应用于企业网银用户的实时交易,通过量子保密通信的高安全性保障客户对资金安全的高要求,标志着量子保密通信从服务银行内部数据安全向为第三方客户提供高等级安全服务跃迁。 在异地灾备方面,交通银行、中国银行、工商银行已常态化应用。2017年2月工商银行率先基于“两地三中心”的数据中心体系,利用量子保密通信技术,将工商银行网上银行业务数据从北京西三旗数据中心通过量子保密通信技术实时传输到上海嘉定和外高桥数据中心。 工商银行异地灾备量子保密通信应用 在监管信息采集报送方面,中国银监会将量子保密通信技术应用于银监会与各相关银监局、各相关银行之间的监管信息数据采集报送系统。2015年7月,银监会与民生银行、银监会与北京银监局之间的监管信息采集系统建设完成并投产。该系统每日进行一次报送,每

基于团簇态的量子安全直接通信理论研究

基于团簇态的量子安全直接通信理论研究 量子安全直接通信是一种新颖的量子通信模式,其最大的特点是在量子信道中直接传输秘密信息,具有高安全性、高容量等优点。自2000年量子安全直接通信的概念被提出以来,量子安全直接通信得到了快速的发展。量子纠缠在量子安全直接通信中起着重要作用,根据量子纠缠的关联性和不可克隆性原理,利用不 同的纠缠态和不同的方法完成量子通信。团簇态拥有最大联通性和持续纠缠性,把团簇态用于量子通信在理论上无疑优越于其他的纠缠态,有利于确保量子通信、计算的有效性和正确性。 提出了一种基于四粒子团簇态的量子安全直接通信协议,实现了4比特秘密信息的传输。同时,恢复秘密信息时为解密出秘密信息又提出了一种对四粒子系统的一组测量基进行测量区分的方法,即把对4粒子测量基矢的区分转化为对2 粒子进行联合测量即可。安全性分析证明该协议可有效抵抗截获-重发攻击、截获-测量攻击、纠缠-测量攻击等。除去用于检测窃听的粒子,理想情况下,协议的量子比特效率接近于1。 该协议不需要对量子态进行纠缠交换等复杂操作,初态无需保密,减少了传 输过程的复杂性。提出了一种基于五粒子团簇态的量子安全直接通信协议,实现了5比特秘密信息的传输。同时,恢复秘密信息时为解密出秘密信息又提出了一种对五粒子系统的一组测量基进行测量区分的方法,即把对5粒子测量基矢的区分转化为对2粒子进行联合Bell基和对3粒子进行联合测量即可。安全性分析证明本协议是安全的。 利用四粒子团簇态的关联性建立量子信道,提出了一种高效的基于团簇态的可控量子安全直接通信协议。协议中量子信息载体以一定数量构成的块为单位来进行传输,而且除了用于检测窃听的,所有的粒子都被用于传递信息,利用一个四粒子团簇态可以传输4比特的秘密信息,协议量子比特效率较高,安全性分析证 明本协议是安全的。

经典保密通信和量子保密通信区别

经典保密通信和量子保密通信区别 摘要:文章介绍了经典保密通信和量子保密通信区别,说明了两者的根本区别。经典保密通信安全性主要是依赖于完全依赖于密钥的秘密性,很难保证真正的安全。而量子密码通信是目前科学界公认唯一能实现绝对安全的通信方式,其主要依赖于基本量子力学效应和量子密钥分配协议。最后分析量子保密通信的前景和所要解决的问题。 关键词:量子通信、经典保密通信、量子保密通信、量子通信发展、量子通信前景 经典保密通信 一般而言,加密体系有两大类别,公钥加密体系与私钥加密体系。密码通信是依靠密钥、加密算法、密码传送、解密、解密算法的保密来保证其安全性. 它的基本目的使把机密信息变成只有自己或自己授权的人才能认得的乱码。具体操作时都要使用密码讲明文变为密文,称为加密,密码称为密钥。完成加密的规则称为加密算法。讲密文传送到收信方称为密码传送。把密文变为明文称为解密,完成解密的规则称为解密算法。如果使用对称密码算法,则K=K’ , 如果使用公开密码算法,则K 与K’不同。整个通信系统得安全性寓于密钥之中。公钥加密体

系基于单向函数(one way function)。即给定x,很容易计算出F (x),但其逆运算十分困难。这里的困难是指完成计算所需的时间对于输入的比特数而言呈指数增加。 另一种广泛使用的加密体系则基于公开算法和相对前者较短的私钥。例如DES (Data Encryption Standard, 1977)使用的便是56位密钥和相同的加密和解密算法。这种体系的安全性,同样取决于计算能力以及窃听者所需的计算时间。事实上,1917年由Vernam提出的“一次一密乱码本”(one time pad) 是唯一被证明的完善保密系统。这种密码需要一个与所传消息一样长度的密码本,并且这一密码本只能使用一次。然而在实际应用中,由于合法的通信双方(记做Alice和Bob)在获取共享密钥之前所进行的通信的安全不能得到保证,这一加密体系未能得以广泛应用。 传统的加密系统,不管是对密钥技术还是公钥技术,其密文的安全性完全依赖于密钥的秘密性。密钥必须是由足够长的随机二进制串组成,一旦密钥建立起来,通过密钥编码而成的密文就可以在公开信道上进行传送。然而为了建立密钥,发送方与接收方必须选择一条安全可靠的通信信道,但由于截收者的存在,从技术上来说,真正的安全很难保证,而且密钥的分发总是会在合法使用者无从察觉的情况下被消极监听。 量子保密通信 量子密码学的理论基础是量子力学,而以往密码学的理

(完整版)北邮版《现代密码学》习题答案(20200814124803)

《现代密码学习题》答案 第一章 1、1949年,(A )发表题为《保密系统的通信理论》的文章,为密码系统建立了理论基础,从此密码学成了一门科学。 A、Shannon B、Diffie C 、Hellman D、Shamir 2、一个密码系统至少由明文、密文、加密算法、解密算法和密钥5部分组成,而其安全性是由(D)决定的。 A、加密算法 B、解密算法 C、加解密算法 D、密钥 3、计算和估计出破译密码系统的计算量下限,利用已有的最好方法破译它的所需要的代价超出了破译者的破译能力(如时间、空间、资金等资源),那么该密码系统的安全性是(B )。 A无条件安全B计算安全C可证明安全D实际安全 4、根据密码分析者所掌握的分析资料的不通,密码分析一般可分为4类:唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击,其中破译难度最大的是(D) A、唯密文攻击 B、已知明文攻击 C、选择明文攻击 D、选择密文攻击 5、1976年,和在_______ 一文中提出了公开密钥密码的思想,从而开创了现代密码学的新领域。 6、密码学的发展过程中,两个质的飞跃分别指1949年香农发表的保密系统的通

信理论和公钥密码思想 7、密码学是研究信息寄信息系统安全的科学,密码学又分为密码编码学和_密码分析学。 & 一个保密系统一般是明文、密文、密钥、加密算法、解密 算法5部分组成的。 9、密码体制是指实现加密和解密功能的密码方案,从使用密钥策略上,可分为 称禾和非对称。 10、对称密码体制又称为秘密密钥 _______ 密码体制,它包括分组密码和序列密码。 第二章 1、字母频率分析法对(B )算法最有效。 A、置换密码 B、单表代换密码 C、多表代换密码 D、序列密码 2、(D)算法抵抗频率分析攻击能力最强,而对已知明文攻击最弱。 A仿射密码B维吉利亚密码C轮转密码D希尔密码 3、重合指数法对(C)算法的破解最有效。 A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码 4、维吉利亚密码是古典密码体制比较有代表性的一种密码,其密码体制采用的是 (C) A置换密码B单表代换密码C多表代换密码D序列密码

密码学的发展历史简介

密码学的发展简史 中国科学院研究生院信息安全国家重点实验室聂旭云学号:2004 密码学是一门年轻又古老的学科,它有着悠久而奇妙的历史。它用于保护军事和外交通信可追溯到几千年前。这几千年来,密码学一直在不断地向前发展。而随着当今信息时代的高速发展,密码学的作用也越来越显得重要。它已不仅仅局限于使用在军事、政治和外交方面,而更多的是与人们的生活息息相关:如人们在进行网上购物,与他人交流,使用信用卡进行匿名投票等等,都需要密码学的知识来保护人们的个人信息和隐私。现在我们就来简单的回顾一下密码学的历史。 密码学的发展历史大致可划分为三个阶段: 第一个阶段为从古代到1949年。这一时期可看作是科学密码学的前夜时期,这段时间的密码技术可以说是一种艺术,而不是一门科学。密码学专家常常是凭直觉和信念来进行密码设计和分析,而不是推理证明。这一个阶段使用的一些密码体制为古典密码体制,大多数都比较简单而且容易破译,但这些密码的设计原理和分析方法对于理解、设计和分析现代密码是有帮助的。这一阶段密码主要应用于军事、政治和外交。 最早的古典密码体制主要有单表代换密码体制和多表代换密码体制。这是古典密码中的两种重要体制,曾被广泛地使用过。单表代换的破译十分简单,因为在单表代换下,除了字母名称改变以外,字母的频度、重复字母模式、字母结合方式等统计特性均未发生改变,依靠这些不变的统计特性就能破译单表代换。相对单表代换来说,多表代换密码的破译要难得多。多表代换大约是在1467年左右由佛罗伦萨的建筑师Alberti发明的。多表代换密码又分为非周期多表代换密码和周期多表代换密码。非周期多表代换密码,对每个明文字母都采用不同的代换表(或密钥),称作一次一密密码,这是一种在理论上唯一不可破的密码。这种密码可以完全隐蔽明文的特点,但由于需要的密钥量和明文消息长度相同而难于广泛使用。为了减少密钥量,在实际应用当中多采用周期多表代换密码。在

量子保密通信系统及其关键技术的研究

量子保密通信系统及其关键技术的研究 【摘要】:量子信息学的研究发现,如果能通过量子态编码来传送密码信息的话,那么依据量子力学不确定性原理,任何对量子载体的测量或复制行为都将改变原量子态。这为我们提供了一种主动发现窃听者的方法,即量子保密通信。与任何传统密码术都不同的是,它借助于自然法则的威力,从根本上杜绝了非法窃听的可能性,将为人们提供一种“无条件”的安全通信方法。本文工作致力于量子保密通信技术初步实用化的研究,目标是探索量子密钥分发的新方案与新技术,并完成长距离长期稳定的光纤型量子密钥分发系统。在量子密钥分发方案研究方面,我们主要着力于提高保密通信的稳定性和成码率。因而我们首先提出了基于Sagnac干涉仪的量子保密通信方案。该方案巧妙地使用了环形光路的结构,不借助任何主动或被动元件就可以自动补偿相位抖动;采用分时相位调制技术控制单光子干涉,密码交换方法简单可靠。是目前为数不多的利用双向自动补偿而实现稳定传输密钥的长距离保密通信方案之一。本论文还提出了法拉第反射镜与相位差分方案结合(“PhlgPlay”+DSP)的量子密钥分发方案。该方案通过相位调节伺服系统和往复光路补偿技术,能够有效地克服单光子单向传输过程中的相位抖动和偏振模式色散(PMD)等问题,具有高稳定性;并结合Yamamoto等人提出的相位差分编码方法,能够实现高达2/3的密钥成码率。该方案还具有很强的可扩展性。在不改变总体结构的情况下,仅仅通过增加部分光路元件的方法就可以使密钥成码效率提

高到(n-1)/n(n=3,4,5,…),是一种有潜力的新方案。围绕量子保密通信系统的研究,我们发展了一系列关键性的技术。在单光子探测方面,我们提出了多种单光子探测的技术方案。解决了APD光纤耦合、低温制冷控温(-50℃--110℃)等技术难题,研制出实用化的单光子探测器,并成功应用于单光子干涉实验和量子保密通信系统中,为红外单光子信息处理等领域提供了高灵敏的探测手段。其核心指标,暗计数率与量子效率的{确要比值(Pd/几)超过商售同类产品一个数量级。为解决相位差分编码方案中时间信息检测的问题,找们提出了一种基于多重探测门(multi一gate)的单光子11寸序检测器(Timediseriminator)。一般认为,山于InGaAS雪崩光电二极管的后脉冲发生机率较大,不适于快速的时间探测。而实验中我们恰恰不lJ 用了发生在{i汀后相继的多个脉冲门中的后脉冲来帮助识别单光子时间信息,为近红外单光子时序检测提供了一种有效方法。在单光子十涉和单光子操控的研究中,我们提出并实现了华十光纤S雌11ac 干涉仪的长距离单光子干涉和单光子路山实验。在50公啾的光纤环路中获得的单光子干涉可见度达到95%;基于s雌11ac二卜涉仪的长距离单光子路山器有望应运于单光子量子信息研究。我们还发展了偏振量子随机源技术,首次将USBZ.O数据接口应用于高速光量子真随机信号发生器,实现了“即插即用”的功能。该系统使用简便,随机码的采样速率可达SMHZ,随机数的序列相关性达到10一“量级,单字节嫡值不小于7.99;将为量子保密通信的安全性提供有力保障。该随机信号发生器也适用于经典密码学和模拟计算等其它领域。最后,采

量子保密通信

量子保密通信实验 引言 自古以来,人们就希望各种保密的信息能安全地交流,于是便发明了各种密码术。但是随着加密方法的公开和科技的发展,各种加密方法都面临着被轻易破解的危险:如古老的凯撒密码就可以通过字频分析结合穷举法实现破解;而现在应用的最为广泛的RSA公钥密码体系理论上已被证明可以用Shor算法实现破解。迄今为止,只有一次一密的加密方案在理论上被证明是理想安全的。随着信息安全日趋重要,怎样保密通信已成为当今最为紧迫的问题之一。一次一密的加密方案安全性毋庸置疑,然而如何找到一条安全的途径,实现大量的密钥分发又成为一个关键的问题。于是基于量子不可克隆定理的量子密码学应运而生。量子密码学不仅是一门科学,而且是一门精巧的通信艺术。通过量子密码实验系统,不仅可以让我们直观的理解BB84协议和了解量子保密通信,并且可以进一步以此作为平台,进行一系列的科学研究。 实验目的 1. 学习使用BB84协议实验中常用的仪器设备 2. 理解量子保密通信实验中BB84协议理论 3. 观测量子保密通信实验中的成码率,误码率,加密解密效果 实验原理 BB84协议是Charles H. Bennett 与 Gilles Brassard 1984年提出的描述如何利用光子的偏振态来传输信息的量子密钥分发协议:发送方Alice和接收方Bob用量子信道(如果光子作为量子态载体,对应的量子信道就是传输光子的光纤)来传输量子态;同时双方通过一条公共经典信道(比如因特网)比较测量基矢和其他信息交流,进而两边同时安全地获得和共享一份相同的密钥。 BB84协议基本条件首先是拥有一个量子信号源,并可以随机地调制产生两套基矢总共四种不同的量子态信号;其次,调制后的量子信号可以通过一个量子信道如光纤或者自由空间来进行传输;再次,接受到的量子信号可以被有效地测量,其中测量所用的基矢也是随机选择的,同时需要一个辅助的经典公共信道可以传输经典的基矢对比等信息。另外该经典公共信道要求是认证过的,任何窃听者虽

混沌保密通信系统

光混沌保密通信系统仿真分析 全皓 摘要:本文介绍了混沌通信系统的相关理论知识,以及混沌同步系统的实现方法,并对驱动-响应式键波混沌同步系统进行了仿真。 关键词:混沌通信混沌同步保密通信 Optical chaotic secure communication system simulation QuanHao Abstract:This article describes the implementation of the relevant theoretical knowledge of the chaotic communication system, and synchronizing chaotic systems,and drive-in response to key wave chaos synchronization system simulation. Key words:Chaotic communication Chaos Synchronization Secure Communication 1 混沌保密通信介绍 (2) 1.1 混沌保密通信的基本思想 (2) 1.2 混沌保密通信发展及近况 (3) 1.3 混沌保密通信研究的意义 (5) 2激光混沌保密通信系统 (6) 2.1通信系统的定义 (6) 2.2混沌同步保密通信 (6)

2.2.1同步的定义 (6) 2.2.2 混沌同步的实现方法 (7) 驱动-响应同步法 (7) 主动-被动同步法 (9) 自适应同步法 (10) 变量反馈微扰同步法 (11) 2.2.3基于混沌系统收发端保持同步的通信技术 (12) 3驱动-响应式键波混沌同步系统仿真 (15) 4光混沌保密通信的前景 (17) 致谢 (18) 参考文献: (18) 1 混沌保密通信介绍 1.1 混沌保密通信的基本思想 采用混沌同步电路产生遮掩有用信息的加密信号。在接收端再产生同步混沌信号以恢复有用信息。与传统的通信系统一样,基于混沌的保密通信系统能否有效地、可靠地工作,很大程度上依赖于有无良好的同步系统。要实现保密通信,必须解决三个方面的问题:制造出鲁棒性强的同步信号;信号的调制和解调;信号的可靠传输。 绘制同步混沌保密通信系统的基本模型如下图1所示:

全球量子保密通信网络发展研究

Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2018, 8(10), 1628-1641 Published Online October 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/8111891081.html,/journal/csa https://https://www.360docs.net/doc/8111891081.html,/10.12677/csa.2018.810179 Development Analysis on Global Quantum Secure Communication Network Feifan Chen1, Xinyu Hu1, Yinghao Zhao1, Yongzhan Hu2, Zhengzheng Yan1, Hongxin Li1,3 1PLA Strategic Support Force Information Engineering University, Luoyang Henan 2Zhengzhou Audit Center, Zhengzhou Henan 3State Key Laboratory of Cryptology, Beijing Received: Oct. 7th, 2018; accepted: Oct. 22nd, 2018; published: Oct. 30th, 2018 Abstract With the popularization of international Internet technology and the rapid development of quantum information technology, the construction of quantum secure communication networks (QSCN) has received extensive attention and the strategic significance of developing quantum secure commu-nication technologies is becoming more and more important. This paper introduces and analyzes the construction of QSCN in major quantum R & D countries and regions such as the United States, the European Union, Japan and China around the world over the past decade in details. It re-searches and compares the pivotal technology used in the construction of typical QSCN. And the development trends and characteristics of future QSCN are summarized and forecasted. Keywords Quantum Cryptography, Quantum Private Communication, Quantum Communication Network, Quantum Key Distribution 全球量子保密通信网络发展研究 陈非凡1,胡鑫煜1,赵英浩1,胡勇战2,闫争争1,李宏欣1,3 1中国人民解放军战略支援部队信息工程大学,河南洛阳 2郑州审计中心,河南郑州 3密码科学技术国家重点实验室,北京 收稿日期:2018年10月7日;录用日期:2018年10月22日;发布日期:2018年10月30日 摘要 随着国际互联网技术的普及和量子信息技术的飞速发展,量子保密通信网络建设受到了广泛关注,发展

量子保密通信在电力通信中的应用

量子保密通信在电力通信中的应用 发表时间:2020-03-16T15:25:20.777Z 来源:《电力设备》2019年第20期作者:陈冠晟 [导读] 摘要:量子保密通信作为新时代的产物,有着传统保密模式难以比拟的优势,若将量子保密通信应用在电力通信当中,电力通信将获得绝对性的信息安全保障。 (广东电网有限责任公司江门供电局广东江门 529000) 摘要:量子保密通信作为新时代的产物,有着传统保密模式难以比拟的优势,若将量子保密通信应用在电力通信当中,电力通信将获得绝对性的信息安全保障。对此,本文以量子保密通信为研究对象,简单介绍量子保密通信的相关内容,阐述国内外量子保密通信技术在电力通信中的应用现状,分析当前应用存有的不足之处,并提出相应优化策略,希望能够进一步提升量子保密通信在电力通信的应用力度,为我国电力通信领域的各类信息提供强有力的安全保障。 关键词:量子保密通信;电力通信;应用现状 一、量子保密通信的相关内容 (一)量子保密通信的简单介绍 量子保密通信是以量子密钥分发技术为基础,其最大优势在于安全性能佳、失真度较低,从上个世纪九十年代初第一个量子密钥问世以来,量子保密通信便风靡国际,在国内外都得到了迅猛发展。在量子保密通信发展的三十多年间,通过科研人员大量的实验,现在的量子保密通信技术已经逐步走向成熟,理论及实验等方面都较为完善,当下实用化最强的则是量子信息技术。 (二)量子保密通信与电网通信之间的关联 电网通信关系到国民经济的发展,是各行各业发展及人们日常生产的关键,因此,电网通信的安全性至关重要,将直接影响国家能源安全以及国民经济的发展。 随着国民经济发展进程的不断加快,我国电网通信的整体规模也随之不断扩大,过去电网通信的保密工作主要是依赖计算复杂程度,以来计算复杂程度的安全隐患也接踵而来:科技水平的不断发展促进了人们计算机水平的提高,由许多过去难以破解的计算难题都被逐一破解,当前尚未破解的计算难题在未来存在被破解的风险,一旦计算难题被破解,电网通信不再具有安全性与保密性,后果将不堪设想,例如2015年乌克兰电力部门的电网通信遭到了黑客恶意攻击导致乌克兰大面积停电,停电期间许多行业都被迫停业,造成了巨大的经济损失。 量子保密通信技术作为信息化时代的新兴产物,有“海森堡测不准原理”和“不可克隆原理”作安全保障,其安全性是传统以计算复杂程度为依托的保密工作无法比拟的;另一方面,电网通信对安全性有特殊的要求,且随着科技的发展,今后电网通信对安全性的要求只高不低,传统保密工作将很难适应电网通信的发展需要,综上所述,量子保密通信工作是当下最适合电网通信安全的保密技术。 二、量子保密通信在电网通信的应用现状 量子保密通信具有高效、安全等特点,广阔的应用领域及应用前景吸引了众多的眼光,国际上有许多国家都纷纷加入量子保密通信的实验队伍,国际上赫赫有名的上市公司也同样前仆后继,有部分国家甚至成立了相关的实验机构,从国际对待量子保密通信的态度不难看出其商业价值及应用空间。 (一)国外的应用现状 美国早在2012年便有相关团队研究出将量子保密通信系统应用在电网通信系统当中,随之展示出了加密成果及控制指令,成功的开发出了相关的保密系统,随后将该保密系统应用在某高校的可信网络基础设施的电网系统中;同年,M2M即“可实现不间断机器之间的”相关服务问世,并广泛应用在电网系统的安全通信当中;近些年来,国外许多著名公司都专注于量子保密通信的应用工作当中,投入了大量的研发成本与研发精力,还有许多知名公司如美国“OakRidge”实验室及“IDQ”公司共同联合展开相关实验项目。 (二)国内的应用现状 “十二五”以来,量子保密通信作为我国重点发展的前沿技术,已经被列入我国《中长期科学和技术发展规划纲要》当中,在电网通信方面的应用力度更是只多不少,“中国电科院”与“中科大”两大研究团队都相继开展了相关科研工作,在电网通信系统中安装相关量子保密通信系统,将最终成果与传统保密系统相比较,提出传统保密系统存在的不足之处,并制定相关的改善措施;在2015年,“中国电科院”与“中科大”共同致力于建设绝对安全、保密的电网通信,展开了“电力工业量子通信网”的研发工作,我国首次搭建电力工业量子通信网,这是极具意义的重大事件,相信在不久的将来我国一定能够突破当下的发展瓶颈,实现绝对安全、绝对保密的电网通信。 三、电网通信应用量子保密通信的相关内容 (一)量子保密通信的主要应用方向 第一,利用量子保密通信保障电力业务,建议在电网通信系统中布置相关的量子保密通信链路,保证业务数据、管理数据等信息的安全传输,为重要场合的用电安全提供极大的安全保障;第二,利用量子保密通信调度电力业务,建议在电网通信系统的相关防火墙外设置相关保密技术,对其展开加密保护,杜绝恶意代码入侵事件的风险;第三,利用量子保密通信提高配电业务的安全性与保密性,建议制定相关量子密钥管理方案及操作流程,要周期性更换量子密钥,确保量子密钥的随机性;第四,应用在容灾备份方面,利用量子保密通信加强数据与数据之间的共享力度,并进一步强化数据传输的安全性能。 (二)应用量子保密通信的优势及存有的不足之处 优势:量子保密通信的安全性能极高,在电网通信中应用量子保密通信便可以绝对性的杜绝窃听,且量子保密通信具备不可克隆原理,窃听者无法对未知量子展开克隆工作,为电网通信提供了极大的安全保障。 不足之处:虽然当下我国电网公司具有十分庞大的电网光线,同时具备十分强大的科研团队并且得到了国家的大力支持,但在量子保密通信应用方面,仍存在技术及管理方面的不足之处,这些不足之处严重束缚了量子保密通信的应用。 (三)优化建议 首先,建议电网公司务必要深入调研相关通信业务,要建立相应的信息系统安全生态表,根据不同效果划分安全等级,加强管理,明确不同程度的安全需要;其次,加大人才培养力度,可以加强与专业团队的合作力度,将有基础、有能力的人才送往学习,提高建设队伍各方面的软、硬实力;再次,建立相关的管理体系,确保量子保密通信系统应用具有一系列的标准规范。

浅析量子保密通信技术及应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8111891081.html, 浅析量子保密通信技术及应用 作者:詹晓丹 来源:《科技信息·下旬刊》2018年第01期 摘要:量子保密通信相比传统通信拥有诸多优势,具有绝对安全和保密属性,是安全信息传输的终极解决方案,越来越受到国家、行业、企业的重视与关注,并逐步成为具有顶层战略意义的重要领域和发展方向。目前,我国量子保密通信技术和产业化已处于世界领先水平。本文将围绕量子保密通信技术原理、量子保密通信主要产品、组网和典型应用案例等几方面展开,进行阐述与介绍。 关键词:技术概述;主要产品;应用案例 引言 伴随着我国经济的飞速发展和综合国力的不断提高,高速、安全数据传输的需求正在不断增长。量子保密通信技术克服了传统信息安全技术内在的安全隐患,是目前唯一的安全性得到严格证明的通信安全技术,也是目前唯一实现了实用化、达到产业化水平的量子技术。 1量子保密通信技术概述 1.1 技术原理 量子保密通信是基于量子密钥分发的密码通信解决方案。其技术原理如下: (1)量子密钥分发采用单个量子(通常为单光子)作为信息载体。 (2)窃听者可以在截取单光子后测量其状态,根据测量结果发送一个新光子给接收方。但根据量子力学中的海森堡测不准原理,这个过程会引起光子状态的扰动,发送方和接收方可通过一定的方法检测到窃听者对光子的测量,从而检验他们之间所建立的密钥的安全性。 (3)量子力学的不可克隆原理,保证了未知的量子态不可能被精确复制。 (4)量子密钥分发方法自动地保证产生绝对随机的密钥,不需要第三方进行密钥的传送。 1.2 量子保密通信协议 目前最适合实用化的主流方案是基于诱骗态方案的BB84协议。诱骗态方案解决了分离光子数攻击问题,不需要单光子源,使用现有的激光源就能实现QKD,大大降低了系统的成

关于量子保密通信的综述

关于量子保密通信的综述 前言 二十世纪科学的发展,给我们人类社会带来了丰硕的成果:我们的家中拥有了电视,电话,各种型号的飞机在天空飞行,不同用途的卫星日夜环绕地球,世界上平均每三个人就有一只手机……回顾人类走过的五千年,这些伟大的发明让我们惊叹不已。在众多精灵中,电脑当之无愧为最耀眼的一个:它联接了世界的每一个角落,不分种族,不分肤色,不分信仰…一它让每个人处于信息的海洋,各种文化,思想,宗教信仰,政治观点的传播再也不为高山,大河,海洋和沙漠所阻隔。世界正变得紧密。谁也不能怀疑,电脑给我们的生活带来了明媚的阳光,但是谁也不会否认,一团乌云,信息安全问题的乌云,已经从二十世纪飘过来了,如果不能解决,这团乌云必定会给我们二十一世纪投下深深的阴影。 信息安全问题已经让处于世纪晨曦的我们焦头烂额了:我们的邮箱竟然不知何时已经与他人共享;花费了几个月,搜集各种资料做成的计划书,正在被竞争对手阅览;银行卡中辛辛苦苦积攒的蒸发了;我们自认为绝对安全的商业机密,早已进入了别人的电脑;政府的国家机密,不知道什么时候飞到了另外一个国家…一群群长着猫头鹰眼睛的人,正在黑暗的角落里对着我们神秘的微笑。 这朵乌云,已经让你我对着电脑目瞪口呆,让公司老总咆哮如雷,更让国家政府人员寝食难安…,恐怖组织让西方世界心惊,经济发展让东方世界奔忙,而信息安全让全世界头疼,赶走它,已经迫在眉睫了。因为如果不在下暴雨以前解决它,那它就注定会给这个世界带来暴风雨…,上帝神秘的盒子里,总是拥有福音:七十年前,海森堡就为我们拿到了这首曲谱,但是那时候还不能演奏它。现在,演奏它的时候到了,各种技术已经有了突破性的进展…

量子保密通信中的数据隐藏【开题报告】

毕业论文开题报告 应用物理 量子保密通信中的数据隐藏 一、选题的背景与意义 保密通信自古以来就是关系国家安全的大事。到了信息和网络时代的今天,保密和安全就更加重要了。传统的保密通信已经发展的相当成熟,而且借助于计算机已经变得非常复杂。然而提高加密算法的复杂程度和破译速度的提高是同时发生的。没有理论能证明,常规的加密算法是可以绝对安全的。而物理加密技术则利用光量子的物理本质使密钥传送,量子保密通信安全性以量子力学的测不准原理和不可克隆原理为依据,理论上可以证明是绝对安全的。从1984年量子密钥协议的提出和1992年量子密钥分发演示试验的成功以来,量子保密通信有了长足的发展。 保密通信中的数据隐藏是指秘密资料分配给两方或多方,只有通过各方的合作才可能看到被隐藏的数据,这是当前保密通信的重要功能。可以运用特定的量子态实现两方之间的秘密分享。如果通过经典的方法只能获得隐藏数据中很少的一部分信息。只有通过共同的量子核对才可以打开被隐藏秘密文件,这要求各方具有分享量子纠缠的量子通道或者要求他们的直接配合。然而数据隐藏的安全性还没达到密钥分配的绝对安全性,这有待人们的进一步研究。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题 研究量子通信中的数据隐藏技术,了解量子数据隐藏的基本方式,掌握数据隐藏的原理与过程,拟解决的主要问题是各通信方之间共享量子纠缠由Bell态扩展到广义Bell 态的情况下如何实现数据隐藏。 三、研究的方法与技术路线 通过学习和查阅文献,以当前研究的成果入手,研究量子数据隐藏的过程,针对不同条件得到对应的数据隐藏方案。 四、研究的总体安排与进度: 2010-11~2010-12 文献调研,完成《文献综述》、《文献翻译》、《开题报告》。 2011-1~2011-3 完成量子数据隐藏研究内容。 2011-4-1~2011-4-20 撰写完成论文。 2011-5 毕业论文答辩。

通信原理第一章

通信原理 第一章绪论 教材:《数字通信基础》 仇佩亮,陈惠芳,谢磊 参考书: 《Communication Systems Engineering》, J.G.Proakis and M. Salehi 《Digital Communications: Fundamentals and Applications 》 B.Sklar 《通信原理教程》,樊昌信

§1.1 通信技术发展历史回顾 有线通信 1799年Volta 发明电池; 1837年S. Morse发明电报(变长度信源码);1844年华盛顿——巴尔的摩电报演示; 1858年第一条横跨大西洋的越洋电报电缆建成;1875年 E.Baudet发明定长信源码; 1876年Bell申请电话专利; 1877年建立Bell电话公司;

1906年De Forest发明电子三极管放大; 1915年实现横跨美洲大陆的电话; 二次大战和经济大萧条推迟了越洋电话业务;1953年建立第一条横越大西洋电话电缆;1897年Strowger发明步进制自动交换; 1960年Bell实验室发明数字交换; 在过去50年中电话有极大发展,光纤代替铜缆;

无线通信历史 1820年Oersted发现电流产生磁场; 1831年Faraday发现导线作切割磁力线运动产生感应电流;1864年Maxwell提出电磁场方程,预言电磁波存在; 1894年O. Lodge发明粉末检波器, 在牛津检测到150码远发出的无线信号;

1895年Marconi 发明的无线电报,传输2公里; 1897年Marconi申请无线电报专利,建立无线电 报公司; 1901年12月12日Marconi在加拿大纽芬兰岛收到 从英国Cornwall发出的无线信号,传输距 离1700mile. 1900年专利《调谐电话》获得批准,专利号为 No.7777;同年公司改名为Marconi公司; 1907年获诺贝尔物理奖 1904年Flemin发明电子二极管; 1906年De Forest发明电子三极管放大; 1920年AM广播在美国Pittsburgh开通;

量子保密通信

量子保密通信 目录 绪言 (2) 第一章 保密通信 (3) 1.1 引言 (3) 1.2 经典保密通信 (3) 1.3 量子保密通信 (4) 1.4 量子密钥分配原理 (5) (7) 第二章 量子密钥分配协议 2.1 引言 (7) 2.2 BB84 量子密钥分配协议 (7) 2.3 B92量子密钥分配协议 (10) 2.4 EPR量子密钥分配协议 (11) 2.5 4+2量子密钥分配协议 (13) 第三章 量子通信传输流程 (14) 3.1 引言 (14) 3.2 量子传输 (14) 3.3 筛选数据(Distill data) (15) 3.4 数据纠错(Error Correction) (15) 3.5 保密增强(Privacy Amplification) (16) 3.6身份认证(Identify Authentication) (16) 第四章 量子密钥分配系统 (17) 4.1 引言 (17) 4.2 双MZ干涉仪系统 (17) 4.3 即插即用系统 (18) 4.4 基于VPN网络的量子通信系统 (19) (21) 跋 参考文献 (21)

第一章保密通信 1.1 引言 传统的加密系统,不管是对密钥技术还是公钥技术,其密文的安全性完全依赖于密钥的秘密性。密钥必须是由足够长的随机二进制串组成,一旦密钥建立起来,通过密钥编码而成的密文就可以在公开信道上进行传送。然而为了建立密钥,发送方与接收方必须选择一条安全可靠的通信信道,但由于截收者的存在,从技术上来说,真正的安全很难保证,而且密钥的分发总是会在合法使用者无从察觉的情况下被消极监听。 近年来,由于量子力学和密码学的结合,诞生了量子密码学,它可完成仅仅由传统数学无法完成的完善保密系统。量子密码学是在量子理论基础上提出了一种全新的安全通信系统,它从根本上解决量子特性不可忽视,测量动作是量子力学的一个组成部分。在这些规律中,对量子密码学起关键作用的是Heisenberg测不准原理,即测量量子系统时通常会对该系统产生干扰,并产生出关于该系统测量前状态的不完整信息,因此任何对于量子信道进行监测的努力都会以某种检测的方式干扰在此信道中传输的信息。 1.2 经典保密通信 一般而言,加密体系有两大类别,公钥加密体系与私钥加密体系。经典保密通信原理如下图1一1所示: 密码通信是依靠密钥、加密算法、密码传送、解密、解密算法的保密来保证其安全性.它的基本目的使把机密信息变成只有自己或自己授权的人才能认得的乱码。具体操作时都要

量子保密术和保密通信

量子保密术和保密通信 陈志新[1]唐志列[1]廖常俊[2]刘景锋[1]魏正军[1] [1](华南师范大学物理系, 广州, 510631) [2](华南师范大学信息光电子科技学院, 广州, 510631) [摘要]基于量子物理原理的量子密码术已被证明是保密通信中密钥安全分配的有效手段本文介绍了 量子密码的基本原理,探讨了实现量子密码的几种方案,并研究了各自的密钥分配机制还讨论了量子密码通信的历史发展和指出现存在的问题以及未来的发展前景 [关键词]量子密码. 测不准原理. EPR关联. 量子纠缠. QUANTUM CRYPTOGRAPHY AND SECURITY COMMUNICATIONS CHEN Zhi-Xin TANG Zhi-Lie Liao Chang-Jun (Department of Physics South China Normal University Guangzhou 510631) (School for Information and Optoelectronic Science and Engineering, South China Normal University Guangzhou 510631) [Abstract]Quantum cryptography based on fundmental physical principles has been proved to be an effective technique for secure key distribution.The fundamental theory of quantum cryptography together with their main schemes and protocols has been discussed in this paper.Recent years quantum cryptographic communication’s history improvements are analyzed,and the existing problems and development prospective in future are also pointed out. [Key words] quantum cryptography uncertainy principle EPR pair quantum entanglement. 1引言 量子密码术是量子物理学和密码学相结合的一门新兴科学它成功地解决了传统密码学中单靠数学无法解决的问题并引起国际上高度重视它的思想最早由美国人Wiesne.S.J在1969年提出[1]1984年Bennett.C.H和Brassard.G首先提出第一个量子密码分配协议BB84协议[2]1989年IBM公司Thomas.J.Walson研究中心实现了第一次量子密钥传输演示实验[3] 1991年牛津大学Ekert.A.k.提出E91协议[4]1992年Bennett.C.H指出只用两个非正交态即可实现量子密码通信并提出B92协议[5]自此量子密码通信三大主流方案已基本形成20世纪90年代以来世界各国的科学家对量子密码通信的研究出现了迅猛发展并取得很大成 功, 瑞士University of Geneva在原有光纤系统中已建立22.8km量子保密通信线路并投入了实用[6];英国BT实验室已实现在常规光缆线路上量子密码通信传输距离达55km [7];美国Los Alamos实验室已成功实现48km量子密钥系统运行两年[8],2000年他们在自由空间中使用QKD系统成功实现传输距离为1.6公里[9]可以说量子通信已进入大规模实验研究阶段 现在,量子保密通信的距离已延伸到80km[10]而我国量子通信的研究才刚起步,1995年中科院物理研究所在国内首次用BB84协议做了演示实验[11]华东师范大学用B92方案作了实 验[12]2000年中科院物理研究所和中科院研究生院合作完成了国内第一个850nm波长全光纤量子密码通信实验通信距离达1.1km[13]近期山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室在国内外第一次完成了用明亮的EPR关联光束完成了以电磁场为信息载体的连续变量量子密集编码和量子保密通信的实验研究[14]随着量子密码术的不断发展必将给 通信领域带来新的突破下面介绍一下经典密码术的局限性和量子密码术的原理方案及近年来用分离变量系统(如用单光子实现)实现量子密码通信的发展状况 项目基金是广州市2001-2-095-01项目支持

揭秘量子保密通信

揭秘量子保密通信 E91量子通信协议示意图 拿起电话,不用担心被窃听;通过网络传送一份保密文件,不用担心途中被窃取……随着社会的发展,人们对保密提出越来越多的需求,而各种保密通信体系也在不断地满足着这些需求。 近日,国家互联网应急中心相关负责人表示,我国已成为网络攻击最大的受害国。确保信息安全,成为摆在我们面前的严峻课题。 2009年,量子政务网、量子通信网相继在我国建成。这两个可投入实际使用的量子通信网络,标志着原本停留在纸面和实验室的量子保密通信,已经开始在人们的日常生活中一展身手。 什么是量子保密通信? 保密通信分为加密、接收、解密3个过程:发送者将需要发送的内容通过某种加密规则(密钥)转化为密文;接收到密文后,接收者采用与加密密钥匹配的解密密钥对密文进行解密,得到传输内容。 在整个通信过程中,如何保证密钥的保密性和不被破解是最为关键的问题。目前广泛用于网络、金融行业的密钥的安全性由数学计算来保证。 量子保密通信的过程与此类似,只是用微观粒子携带的状态信息作为加密和解密用的密钥。可不能小看这看似“微小”的变化,它使密钥的安全性发生了翻天覆地的变化。 因为量子密钥安全性不再由数学计算,而是由微观粒子所遵循的物理规律来保证,窃听者只有逾越物理世界的法则才有可能盗取密钥。

而在当前看来,这几乎是不可能的任务。不仅如此,量子保密通信还使窃听者无处藏身。因为任何窃听行为都会扰乱传送密钥的量子状态,从而留下痕迹。 资料图:量子态隐形传输是一种全新通信方式,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息,是未来量子通信网络的核心要素。 如何实现量子保密通信? 量子保密通信真正进入科学家的视野是在1984年。这一年,IBM华生实验室工程师本奈特(Charles Bennett)和布拉萨德(Gilles Brassard)提出了全新的BB84保密通信协议。量子的某些基本物理特性开始成为保密通信中的主角。 和其他的保密通信协议一样,本奈特和布拉萨德的方案中也有一个信息发送者爱丽丝和一个接收者鲍勃。不同的是,爱丽丝用光子的不同偏振态来传输密钥的键值。爱丽丝按照直线(上下或左右)或者对角线(与垂直呈45度夹角)偏振的方式发出携带着不同信息的光子。

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