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量子消息手艺带来全新的数字签名方案

发布时间:2019-05-23     文章来自:本站原创

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  文章的做者有问天量子合肥研发核心的安雪碧、郝鹏磊、刘树峰。问天量子董事长韩正甫传授为文章通信做者。中科院量子消息沉点尝试室从任郭光灿院士为文章的做者之一。

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  数字签名手艺普遍使用于现代近程通信,例如电子商务、电子邮件以及网页加密中,是保障的主要根本暗码手艺之一。数字签名是用暗码算法生成一组数字,取代保守的签字或印章,从而保障消息的不成复制、不成伪制以及可近程转移互换。典范暗码中的数字签名的平安性依赖于计较复杂度(例如图2所示的RSA和谈),即假设者具有无限的计较能力。正在第二次量子的时代布景下,跟着量子消息手艺的成长,量子计较机可令人们的计较能力随其比特数呈指数式增加。现行的数字签名算法可被量子计较机破解,不再平安。量子消息手艺正在破解典范数字签名的同时也给我们带来了全新的数字签名方案——量子数字签名。量子数字签名基于量子力学根基道理,即量子不成朋分、不成克隆以及丈量塌缩道理,数字签名过程的无前提平安性,可匹敌量子计较。量子数字签名系统的实现对于丰硕量子密钥分派使用场景,为未来的广域量子保密互联网供给根本使用手艺支持具有主要意义。

  文章所基于的量子密钥分派系统是问天量子自从研发的相位编码量子密钥分派产物,其采用独创的Faraday–Sagnac–Michelson 仪布局设想(如图1),对光纤中的偏振扰动具有天然的鲁棒性,合用于如电网光纤等高振动复杂通信信道中。系统不只能连结长时间低误码率不变运转,还降服了高反复频次下的光脉冲编码难题,整个系统反复频次达到1.0 GHz,提拔了密钥生成速度。基于上述高不变性、高反复频次的量子密钥分派和谈,系统最终实现了最远125km距离等效衰减下的量子数字签名,签名单比特的所需时长为22.7秒。文章将本系统取国际上最前沿的量子数字签名系统进行了间接对比,系统正在平安性、反复频次和不变性三个环节机能上取得了较好的均衡,分析机能表示优异。整个文章面向现实使用,展现了量子数字签名的贸易化前景,将量子数字签名的适用化向前推进了一大步。

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  近日,安徽问天量子科技股份无限公司研发团队结合中国科学手艺大学和南京邮电大学团队,基于量子密钥分派系统(QKD)成功实现了无需平安量子信道的适用化量子数字签名和谈,可现实光纤中发生的误码等不完满要素,该颁发于美国光学学会从办的国际出名期刊《Optics Letters》上。

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