量子密码若干关键问题研究

With the rapid development of quantum computations and quantum communications, classical cryptography is facing enormous threatens and challenges. On the other hand, quantum cryptography brings a new dawn for the information security research. Currently, quantum cryptography cannot flexibly satisfy the requirements of general users due to lots of open or unsolved issues.. This project aims chiefly at data security and privacy protection, and studies some key issues of quantum cryptography deeply. From the applied research of Quantum Key Distribution, the project focuses on: 1) the secure convergence of quantum network and classical network; 2) the high-performance quantum cryptographic algorithms in quantum and classical hybrid networks; 3) the foundation theories of secure multiparty computation in quantum and classical hybrid networks; 4) the security proof theories and methods of quantum cryptographic protocols.. The primary goal of the project is to build novel quantum and classical hybrid networks, and further develop their secure framework and associated algorithms. It will advance several key theories and technologies of quantum cryptography for the sustained and rapid development of quantum communications.

随着量子计算和量子通信技术的快速发展，经典密码面临巨大的威胁和挑战。而量子密码的出现，为信息安全的研究带来新的曙光。目前量子密码还不能像经典密码那样灵活方便地服务于普通用户。究其原因，量子密码依然还有很多问题亟待解决。. 本课题以数据安全和隐私保护为首要安全目标，针对目前量子密码中存在的若干关键性问题展开研究。拟从量子密钥分配的应用研究入手，重点研究：1）量子网络与经典网络的安全融合；2）面向新型混合网络的高性能量子密码算法；3）面向新型混合网络的安全多方计算基础理论；4）量子密码协议安全性证明理论与方法。. 本课题旨在建立新型量子与经典混合网络，以及与之相对应的安全框架和核心算法体系，进一步突破量子密码的若干关键理论与技术，从而更好地推动量子通信的持续快速发展。

量子密码是量子物理在信息领域的一种重要应用。作为经典密码的必要扩展和有益补充，量子密码不仅能够确保数据安全而且还能保护用户隐私。在本项目的资助下，我们深入研究了量子密码若干关键问题，并获得了若干原创性成果：①建立了新型量子与经典混合网络模型、安全框架；②提出了信息论安全和实际安全的多方密钥管理方案；③设计了面向新型网络环境的认证、加密算法；④构建了较为完备的量子安全多方计算基础理论、方法及基础协议群；⑤借鉴经典密码学可证明安全性理论，利用量子态不可区分性的相关理论，结合量子信息论，提出了量子多方协议的安全性证明思路，完备地证明了所提出的各种多方量子协议的安全性。⑥此外，项目组还扩展了经典密码的应用研究，提出了面向智能电网、智慧医疗等新型网络环境中的数据共享与隐私保护方案。