以離散變量的BB84和連續(xù)變量的GG02協(xié)議這兩個(gè)核心協(xié)議為線索,介紹了量子密鑰分發(fā)實(shí)際安全性和測(cè)評(píng)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀,同時(shí),本書(shū)從信息論基礎(chǔ)出發(fā),詳細(xì)闡述了量子密鑰分發(fā)實(shí)際安全性相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、分析方法和技巧。本書(shū)第二章和第三章主要介紹相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),主要包括量子物理基礎(chǔ)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(shí)際安全性、連續(xù)變量QKD實(shí)際安全性和QKD安全標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)評(píng)三個(gè)方向介紹量子密鑰分發(fā)的實(shí)際安全性問(wèn)題。
《量子密鑰分發(fā)實(shí)際安全性分析與測(cè)評(píng)》是一本比較有特色的量子密碼學(xué)專著,主要面向那些有志于研究量子密鑰分發(fā)(QKD)實(shí)際安全性分析的研究生或科技工作者。全書(shū)深入淺出地介紹了離散變量和連續(xù)變量?jī)纱箢怮KD協(xié)議的實(shí)際安全性研究進(jìn)展、QKD安全標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)評(píng)的進(jìn)展現(xiàn)狀。密碼學(xué)是現(xiàn)代社會(huì)信息安全的基石。一次一密加密體制是迄今被嚴(yán)格證明的唯一具有無(wú)條件安全的加密體制。一次一密實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵前提是與明文等長(zhǎng)的大量安全密鑰的遠(yuǎn)程分發(fā),量子密鑰分發(fā)技術(shù)的提出為解決此問(wèn)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(tīng)行為都能夠被發(fā)現(xiàn),從而確保密鑰分發(fā)過(guò)程的安全性。經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展,QKD在協(xié)議設(shè)計(jì)、安全分析、關(guān)鍵技術(shù)、原理性實(shí)驗(yàn)、外場(chǎng)試驗(yàn)演示等方面均取得了一系列突破性進(jìn)展,已經(jīng)開(kāi)始邁出實(shí)驗(yàn)室,逐漸走向?qū)嶋H應(yīng)用。當(dāng)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(shí)際物理實(shí)施層面的實(shí)際安全性卻仍不容忽視——如,實(shí)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(shū)的跋中所提到的QKD仍存在光源的問(wèn)題、探測(cè)的問(wèn)題、標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題等值得繼續(xù)深入地開(kāi)展研究的問(wèn)題!读孔用荑分發(fā)實(shí)際安全性分析與測(cè)評(píng)》一書(shū)詳細(xì)介紹了這幾個(gè)問(wèn)題的研究現(xiàn)狀。
為了持續(xù)推進(jìn)量子密鑰分發(fā)技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程,系統(tǒng)的實(shí)際安全性分析和測(cè)評(píng)必不可少,這也是進(jìn)一步相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化制定的前提和基礎(chǔ)!读孔用荑分發(fā)實(shí)際安全性分析和測(cè)評(píng)》一書(shū)內(nèi)容上遵循循序漸進(jìn)的原則,條理清晰,語(yǔ)言簡(jiǎn)潔流暢,首先介紹了QKD所需量子物理基礎(chǔ)知識(shí)以及目前主流QKD協(xié)議的安全性分析;在此基礎(chǔ)上分別著重分析了離散變量和連續(xù)變量?jī)纱箢怮KD協(xié)議的實(shí)際安全性研究進(jìn)展,最后簡(jiǎn)介了QKD安全標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)評(píng)的基本要求、主要方法和國(guó)際上該方面的進(jìn)展現(xiàn)狀。該書(shū)給出了大量的參考文獻(xiàn),可為我國(guó)該領(lǐng)域科研人員開(kāi)展相關(guān)研究提供諸多方便,對(duì)促進(jìn)我國(guó)量子密碼事業(yè)的發(fā)展很有益處。該書(shū)作者中山大學(xué)的孫仕海、北京郵電大學(xué)的張一辰、國(guó)防科技大學(xué)的黃安琪均為活躍在QKD實(shí)際安全性研究前沿的優(yōu)秀青年學(xué)者,該書(shū)緊密結(jié)合了作者的系列研究成果,展示了該領(lǐng)域的國(guó)際最新前沿研究進(jìn)展。
我相信并期待本書(shū)為推動(dòng)我國(guó)量子密鑰分發(fā)的實(shí)用化做出重要貢獻(xiàn)。
2006年獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)士學(xué)位;2008年獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位;2012年獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后留校任國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)講師; 2016年任國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)副教授;2019年任中山大學(xué)副教授。
第1章 緒論
1.1 密碼學(xué)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.1.1 相位和強(qiáng)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(cè)器
3.1.5 平衡零拍探測(cè)
3.2 典型的QKD實(shí)驗(yàn)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(chǔ)
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(gè)體竊聽(tīng)下的安全性證明
4.2.2 聯(lián)合竊聽(tīng)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(gè)體竊聽(tīng)下的安全性證明
4.3.2 聯(lián)合竊聽(tīng)下的安全性證明
4.3.3 相干竊聽(tīng)下協(xié)議的安全性證明
第5章 離散變量QKD的實(shí)際安全性
5.1 針對(duì)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(guān)的側(cè)信道
5.1.3 特洛伊木馬攻擊
5.1.4 相位隨機(jī)化的安全性
5.1.5 誘騙態(tài)可區(qū)分攻擊
5.1.6 主動(dòng)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(dòng)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(shí)際安全性
第7章 QKD安全標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)評(píng)
第8章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
內(nèi)容簡(jiǎn)介