科技成果

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成果名称: 基于量子密码技术的安全密钥获取机制研究

成果登记号: 9612019J0174

第一完成单位: 西北大学

联 系 人: 杨瑞

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 其他

应用行业: 信息传输、软件和信息技术服务业

成果简介:

项目属于计算机保密与编码理论学科保密通信领域。 

在现代密码学与信息安全中,如何获取安全密钥仍是一个挑战性问题。利用量子密码技术是该问题众多解决思路中的一种有效途径。本项目研究如何利用量子密码中的连续变量量子密码技术解决现代密码学和信息安全中的安全密钥获取问题,从物理机制与方案设计、方案的安全性分析、核心方案的实验与系统演示等方面开展了系统而深入研究,取得了重要突破。项目主要贡献包括:

1、基于量子密码技术的安全密钥分发机理与新方案设计。发现了基于连续变量量子双相位高斯调制的全新物理机制,设计了基于连续变量量子密码的安全密钥分发方案,该方案是一个具有良好应用前景的原创性方案,它具有良好稳定性、鲁棒性和实现效率。另外,基于非高斯操作、子载波等方式,进一步从机理上阐明了长距离高码率安全密钥分发的可行性,并提供了理论解决方案。这些发现为在实际系统中获取安全密钥奠定了扎实基础。(代表论文 1、5) 

2、方案的安全性分析与身份认证问题研究。从理论安全性和实际安全性两个方面深入系统地研究了所提核心方案以及相关方案的安全性问题。为了保障方案的信息完整性,率先研究了量子认证问题,提出国际上第一个量子签名算法和第一个量子身份认证协议,构建了量子认证理论架构。这些发现不但有效解决了所提核心方案的安全性问题,而且为构建基于量子密码技术的安全密钥获取机制提供了安全保障。(代表论文 2、3、6) 3、方案的实验实现与系统试验演示。为了保障本项目所提核心方案的有效性,项目组从实验和系统试验两个方面开展相关研究和演示验证试验,取得了重要突破。主要成果包括:分别完成了国际上最长安全传输距离和最高安全密钥率的基于连续变量量子密码技术的安全密钥获取实验,实验实现了基于本地本振技术的安全密钥分发,完成了连续变量、离散变量信号、以及经典光信号的融合性传输实验,完成了集密钥分发、语音加密与身份认证三大功能于一体的连续变量量子保密通信系统,并完成了演示试验。这些结果具有里程碑意义,有效验证了所提核心方案的有效性和先进性。 (代表论文 4、7、8) 

本项目已发表SCI期刊论文160余篇,其中8篇代表性论文SCI他引330次, ESI 高被引论文 1 篇。撰写了中英文专著各 1 部:中文专著被多家单位选为研究生教材或参考书,英文专著获得国家优秀输出图书奖。本项目研究成果得到国际著名量子密码通信专家的高度评价或正面引用。此外,项目组培养了研究生 90 余名,受到国内外学术邀请 40 余次,作为国际会议大会主席 3 次,大会程序委员 8 次,在基于量子密码技术的安全密钥获取的基础研究方面发挥重要作用。