以離散變量的BB84和連續(xù)變量的GG02協(xié)議這兩個核心協(xié)議為線索,介紹了量子密鑰分發(fā)實際安全性和測評的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,同時,本書從信息論基礎出發(fā),詳細闡述了量子密鑰分發(fā)實際安全性相關的基礎知識、分析方法和技巧。本書第二章和第三章主要介紹相關的基礎知識,主要包括量子物理基礎與QKD協(xié)議和安全性分析。第四章至第六章主要從離散變量QKD實際安全性、連續(xù)變量QKD實際安全性和QKD安全標準和測評三個方向介紹量子密鑰分發(fā)的實際安全性問題。
《量子密鑰分發(fā)實際安全性分析與測評》是一本比較有特色的量子密碼學專著,主要面向那些有志于研究量子密鑰分發(fā)(QKD)實際安全性分析的研究生或科技工作者。全書深入淺出地介紹了離散變量和連續(xù)變量兩大類QKD協(xié)議的實際安全性研究進展、QKD安全標準和測評的進展現(xiàn)狀。密碼學是現(xiàn)代社會信息安全的基石。一次一密加密體制是迄今被嚴格證明的唯一具有無條件安全的加密體制。一次一密實現(xiàn)的關鍵前提是與明文等長的大量安全密鑰的遠程分發(fā),量子密鑰分發(fā)技術(shù)的提出為解決此問題提供了一種有力的手段:基于量子物理的基本原理,如量子不確定性原理和量子不可克隆定理,任何潛在可能的竊聽行為都能夠被發(fā)現(xiàn),從而確保密鑰分發(fā)過程的安全性。經(jīng)過三十多年的發(fā)展,QKD在協(xié)議設計、安全分析、關鍵技術(shù)、原理性實驗、外場試驗演示等方面均取得了一系列突破性進展,已經(jīng)開始邁出實驗室,逐漸走向?qū)嶋H應用。當前,QKD技術(shù)在信息論層面的理論安全性己毋庸置疑,然而在實際物理實施層面的實際安全性卻仍不容忽視——如,實際物理器件性能的非理想性、側(cè)信道攻擊的存在等。這也正如在我前些年所著《量子密碼》一書的跋中所提到的QKD仍存在光源的問題、探測的問題、標準的問題等值得繼續(xù)深入地開展研究的問題!读孔用荑分發(fā)實際安全性分析與測評》一書詳細介紹了這幾個問題的研究現(xiàn)狀。
為了持續(xù)推進量子密鑰分發(fā)技術(shù)的實用化進程,系統(tǒng)的實際安全性分析和測評必不可少,這也是進一步相關標準化制定的前提和基礎!读孔用荑分發(fā)實際安全性分析和測評》一書內(nèi)容上遵循循序漸進的原則,條理清晰,語言簡潔流暢,首先介紹了QKD所需量子物理基礎知識以及目前主流QKD協(xié)議的安全性分析;在此基礎上分別著重分析了離散變量和連續(xù)變量兩大類QKD協(xié)議的實際安全性研究進展,最后簡介了QKD安全標準和測評的基本要求、主要方法和國際上該方面的進展現(xiàn)狀。該書給出了大量的參考文獻,可為我國該領域科研人員開展相關研究提供諸多方便,對促進我國量子密碼事業(yè)的發(fā)展很有益處。該書作者中山大學的孫仕海、北京郵電大學的張一辰、國防科技大學的黃安琪均為活躍在QKD實際安全性研究前沿的優(yōu)秀青年學者,該書緊密結(jié)合了作者的系列研究成果,展示了該領域的國際最新前沿研究進展。
我相信并期待本書為推動我國量子密鑰分發(fā)的實用化做出重要貢獻。
2006年獲國防科學技術(shù)大學學士學位;2008年獲國防科學技術(shù)大學碩士學位;2012年獲國防科學技術(shù)大學博士學位。畢業(yè)后留校任國防科學技術(shù)大學講師; 2016年任國防科學技術(shù)大學副教授;2019年任中山大學副教授。
第1章 緒論
1.1 密碼學簡介
1.2 QKD發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀
1.2.1 離散變量QKD研究現(xiàn)狀
1.2.2 連續(xù)變量QKD研究現(xiàn)狀
1.3.1 常用的實驗設備
3.1.1 相位和強度調(diào)制器
3.1.2 分束器
3.1.3 法拉第旋轉(zhuǎn)器和法拉第鏡
3.1.4 單光子探測器
3.1.5 平衡零拍探測
3.2 典型的QKD實驗系統(tǒng)
3.2.1 離散變量QKD系統(tǒng)
3.2.2 連續(xù)變量QKD系統(tǒng)
第4章 安全性分析
4.1 信息論基礎
4.1.1 信息和香農(nóng)熵
4.1.2 馮,諾伊曼熵
4.1.3 Holevo限
4.2 BB84協(xié)議安全性分析
4.2.1 個體竊聽下的安全性證明
4.2.2 聯(lián)合竊聽下的安全性證明
4.2.3 GLLP公式
4.2.4 QKD模型
4.2.5 誘騙態(tài)協(xié)議
4.3 高斯調(diào)制相干態(tài)協(xié)議安全性分析
4.3.1 個體竊聽下的安全性證明
4.3.2 聯(lián)合竊聽下的安全性證明
4.3.3 相干竊聽下協(xié)議的安全性證明
第5章 離散變量QKD的實際安全性
5.1 針對源的量子攻擊
5.1.1 非理想編碼態(tài)制備
5.1.2 編碼態(tài)相關的側(cè)信道
5.1.3 特洛伊木馬攻擊
5.1.4 相位隨機化的安全性
5.1.5 誘騙態(tài)可區(qū)分攻擊
5.1.6 主動源篡改攻擊
5.1.7 激光摧毀攻擊
5.1.8 相位重映射攻擊
5.1.9 被動法拉第鏡攻擊
5.1.10 非可信任源
……
第6章 連續(xù)變量QKD的實際安全性
第7章 QKD安全標準和測評
第8章 結(jié)論與展望
參考文獻
內(nèi)容簡介