摘要。随着互联网的不断扩大,对有效的多DATA传输和提高安全性的需求变得越来越强大。但是,传统的点对点系统在满足多个用户之间链接链接的不断增长的要求方面缺乏。这是混合量子 - 古典网络(一种实用且经济上可行的解决方案),在有限的资源框架内为更大的用户群服务。本文探讨了两种构建方案,即BB84和B92,这些方案是这些混合网络的功能的基础。基于它们的基本逻辑和传输模拟的这些协议的检查和比较将为建立混合量子古典网络奠定坚实的基础。将详细阐述混合量子 - 古典网络的概念,主要关注其在光纤中的性能,以模拟现实生活中的数据传输。的目的是为建立量子古典混合网络提供敏锐的建议,并在BB84和B92协议之间存在明显的差异。实际上,本文的目的是在满足数据传输和安全性通过量子古典混合动力网络的未来需求的旅程中成为宝贵的资源。它强调了从理论到实践的过渡,将量子协议变成了我们日常数字互动中的有形性。
量子密钥分发正成为一个越来越受实践驱动的研究领域 [1] [2]。随着该领域和其他领域的进步使 QKD 设备的商业化实施越来越受欢迎,有必要做更多的工作来了解这些协议在实践中(而不是在理想情况下)的能力和局限性。B92 协议 [3] 在渐近设置中得到了充分研究,结果表明它能够容忍通道中高达 6.5% 的噪声 [4]。人们提出了 B92 的扩展变体 [5],其中,除了 B92 中使用的两个编码非正交状态之外,Alice 和 Bob 还利用两个额外的非编码非正交状态来实现对 Eve 信息的更严格约束。对扩展的 B92 协议的分析表明,它在渐近设置下能够容忍高达 11% 的噪声 [5]。在本文中,我们将介绍我们所知的首次有限密钥设置下扩展的 B92 协议的密钥率分析。我们进行有限长度的信息论安全性分析,假设存在集体攻击,并严格评估密钥率和噪声容忍度的下限。我们假设去极化信道进行评估,尽管我们得出的方程适用于任意信道。我们遵循 [9] 中提出的完善的密钥率计算以及 [10] 中给出的利用不匹配测量的方法来实现这一点。在这项工作中,我们只考虑理想的量子比特,因此我们不会考虑损失可能对协议安全性产生的影响。关于损失,我们注意到原始的 B92 协议极易受到明确状态歧视攻击 [6] [7] [8],而我们在此分析的扩展版本可以抵御此类攻击 [5]。在进行证券分析之后,我们将对一系列参数进行优化并讨论最佳趋势,并将通过我们的分析实现的关键利率与之前分析中使用标准 B92 实现的关键利率进行比较。
抽象 - 安全的通信一直是两个当事方之间共享信息的关键问题。传统和轻巧的加密原始图和协议对量子攻击是不安全的。密码学的目的是确保双方之间的机密性,完整性,身份验证和非拒绝。Quantum密钥分布是一种安全而合理的方法,用于在两方之间进行交流以共享其信息。然而,具有应用限制的早期应用导致了开放的歧义,从而允许窃听器违反量子加密系统的安全性。本研究提出了使用B92协议的量子密钥分布的框架。B92协议允许两个不同的用户A以高安全性共享其两极分化的光子,并且不会中断Eavesdropper。虽然B92协议生成了一个秘密密钥,这是发件人和接收器所知的。使用QUVIS框架可以提供此安全的通信,并将光子牢固地转移到Bob,而无需任何窃听器。
摘要:量子计算的迅速兴起威胁着当前的监控和数据采集 (SCADA) 安全标准,主要是美国燃气协会 (AGA)-12。因此,研究人员正在开发基于量子或后量子算法的各种安全方案。然而,量子算法的效率影响了后量子数字签名方案的安全性。我们提出了一种利用量子原理并将其应用于后量子签名算法的抗入侵算法。我们使用 Bennett 1992 (B92) 协议(一种量子密钥分发方案)来获取密码,并使用实用的无状态基于哈希的签名 (SPHINCS)-256 协议来获取后量子签名。但是,我们并没有使用众所周知的加密安全伪随机数生成器 Chacha-12,而是使用量子随机数生成器来获得 SPHINCS-256 中使用的真正随机的哈希以获得随机子集 (HORS) 签名和树 (HORST) 密钥。我们已使用量子信息工具包在 Python 中实现了该设计。我们已经使用概率模型检查性能和可靠性分析 (PRISM) 和 Scyther 工具验证了所提出的算法。此外,美国国家标准与技术研究所 (NIST) 统计测试表明,所提出的算法密钥对的随机性为 98%,而 RSA 和 ECDSA 的随机性低于 96%。
美国国家标准与技术研究所信息技术实验室先进网络技术部,100 Bureau Dr.,盖瑟斯堡,马里兰州 20899 lijun.ma@nist.gov 摘要 我们推出了 NIST 量子网络创新平台 (PQNI),这是 NIST 园区内的一个新测试平台,旨在加速将量子系统集成到受控科学环境中的真实主动网络中。该测试平台将用于评估量子尺度设备和组件,如单光子源、探测器、存储器和各种量子网络协议和配置中的接口,以实现性能、优化、同步、损耗补偿、纠错、与传统网络流量的兼容性(通常称为共存)、操作连续性等。 关键词:量子通信;量子网络;现场测试平台 1. 简介 量子通信在近几十年来引起了人们的广泛关注,并且日益受到关注,现已成为一个非常活跃的研究领域。量子通信起源于 20 世纪 70 年代,当时 Stephen Wiesner 提出了使用量子态对信息进行安全编码以传输“量子货币”的想法。在最初遭到质疑之后,这个想法最终于 1983 年发表[1]。一年后,Charles Bennett 和 Gilles Brassard 提出了第一个量子密钥分发 (QKD) 协议,称为 BB84[2]。此后,许多新的 QKD 协议相继被提出,例如简化的 B92 [3]、纠缠光
