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量子计算机上的对称加密
经典对称加密算法使用共享密钥的 N 位，以信息理论上安全的方式通过单向信道传输消息的 N 位。本文提出了一种混合量子-经典对称密码系统，该系统使用量子计算机生成密钥。该算法利用量子电路使用一次性密码本类型的技术加密消息，同时需要更短的经典密钥。我们表明，对于 N 量子比特电路，指定量子电路所需的最大位数以 N 3 / 2 增长，而量子电路可以编码的最大位数以 N 2 增长。我们没有充分利用量子电路的全部表达能力，因为我们只关注二阶泡利期望值。使用更高阶的泡利期望值可以编码指数数量的位数。此外，使用参数化量子电路 (PQC)，我们可以通过引入对某些 PQC 参数的密钥依赖性来进一步增加安全共享信息的数量。该算法可能适用于早期容错量子计算机实现，因为可以容忍一定程度的噪声。模拟结果与 84 量子比特 Rigetti Ankaa-2 量子计算机上的实验结果一起呈现。
量子密码学：提高信息安全性的一种方法
光子密码学发展的主要驱动力是传统的公钥密码学、私钥密码学和一次性密码本无法提供某些组织所需的安全级别。在这两个系统中，发送者和接收者需要交换称为密钥的秘密位序列。主要思想是确保此密钥的隐私。此密钥可以通过计算机网络或某种物理方式传输。这种交换密钥的方式在通信系统中产生了安全漏洞，所使用的大多数算法都基于某种数学技术，例如 RSA（Rivest-Shamir-Adleman）使用对极大素数进行因式分解，一些算法基于离散对数的计算。如今，已经发明了非常快的计算设备，可以在几个小时内完成此计算。大多数这些加密系统不会刷新其密钥，从而导致密钥膨胀率，这对信息和网络安全非常有害。此密钥还可以通过各种方式受到损害，例如暴力攻击，其中迭代测试或检查密钥。通过应用不同的密钥可能值，传统算法（例如高级加密标准 (AES)、RSA 等）无法检测数据在介质上传输时是否被窃听。因此，迫切需要开发一种技术来检测数据或信息在介质上传输时是否被窃听。人们为开发这种技术付出了很多努力，最终发展出了量子密码技术，该技术在保护通信网络方面发挥了巨大作用，尤其是在检测信息在通信介质上传输时是否被窃听方面。量子密码学基于光子的不确定性原理和偏振。这些原理表明，如果不干扰这些光子的实际状态，就不可能测量携带信息的光子的确切状态。当窃听者试图从光子中读取信息时，这些光子的状态会发生变化，从而检测到有人试图嗅探或监听。量子密码学
基于受控量子隐形传态的可验证仲裁量子签名方案
自 1984 年 Bennett 和 Brassard[1]提出量子密钥分发 (QKD) 协议以来，量子密码学引起了广泛的关注。它的安全性由海森堡不确定性原理、量子不可克隆定理等量子力学原理保证。量子密码学可以提供无条件安全的优势，使得量子密码学的研究越来越重要。目前，量子密码学的许多重要分支已被发展起来，如量子密钥分发[2,3]、量子签名 (QS)[4–6]、量子隐形传态 (QT) [7]、量子认证 [8]、确定性安全量子通信 [9]。量子签名可用于验证发送者的身份和信息的完整性。仲裁量子签名 (AQS) 因具有许多优点而备受关注。2002 年，曾文胜等 [9] 在量子密码学中提出了一种基于仲裁的量子签名方案。 [ 10 ] 利用格林-霍恩-泽林格 (GHZ) 态和量子一次性密码本 (QOTP) 提出了第一个仲裁量子签名方案。该方案在经典仲裁数字签名的设计基础上，利用可信第三方仲裁员提供的在线签名为签名者和接收者提供重新验证服务。2008 年，Curty 和 Lutkenhaus [ 11 ] 研究了该方案 [ 10 ]，他们认为该方案描述不清楚，安全性分析不正确。针对 Curty 等人的争议，曾等人 [ 12 ] 更详细地证明了该方案 [ 10 ]。2009 年，为了降低协议的复杂度和提高效率 [ 10 ]，李等人 [ 12 ] 提出了一种仲裁量子签名方案 [ 10 ]。 [ 13 ] 提出了一种基于Bell态而非GHZ态的AQS方案，并证明了其在传输效率和低复杂度方面的优势。遗憾的是，2010年，Zou和Qiu [ 14 ] 认为李的AQS方案可以被接收方否认，并提出了利用公告板等不使用纠缠态的安全方案的AQS协议。他们的方案进一步简化了李等人的协议，并利用单粒子设计了可以抵抗接收方否认的改进AQS方案，从而降低了AQS的物理实现难度。然而，2011年，Gao等人[ 15 ] 首次从伪造和否认方面对先前的AQS方案进行了全面的密码分析。