量子資訊探索密碼學(xué)課件

量子資訊探索－密碼學(xué)

GoGoDD(Quantum)Cryptography

QuantumKeyDistribution指導(dǎo)教授：涂百鈞學(xué)生：周緯承林志威屠建時(shí)張凱評(píng)陳懷宗鄭維翔量子資訊探索－密碼學(xué)

GoGoDD(Quantum)Cr前言量子資訊位元／量子位元疊加不可複製性糾纏非區(qū)域性密碼學(xué)公開金鑰密碼學(xué)量子密碼學(xué)BB84ProtocolB92Protocol結(jié)論參考資訊前言前言前言量子資訊位元／量子位元疊加不可複製性糾纏非區(qū)域性量子資訊位元／量子位元位元／量子位元(Bit/Qubit)Classicalbit：0or1Quantumbit(Qubit)：QMtwo-statesystem

一個(gè)量子位元有兩種可能的狀態(tài)｜0〉or｜1〉位元／量子位元(Bit/Qubit)Classical疊加(Superposition)態(tài)疊加原理(superpositionprinciple)：如果∣X〉和∣Y〉是兩個(gè)互相獨(dú)立的量子態(tài)，那麼它們的任意線性疊加 α｜X〉+β｜Y〉，其中｜α｜2+｜β｜2＝1，也會(huì)是一個(gè)量子態(tài)。少量的量子位元儲(chǔ)存驚人的資訊量。提供了量子平行處理(QuantumParallelism)。疊加(Superposition)態(tài)疊加原理(superpo不可複製性(NonCloning)U(｜α〉｜0〉)=｜α〉｜α〉U(｜β〉｜0〉)=｜β〉｜β〉｜α〉≠｜β〉Let｜γ〉＝(｜α〉＋｜β〉)Then U(｜γ〉)＝(｜α〉｜α〉＋｜β〉｜β〉)≠｜γ〉｜γ〉不可複製性(NonCloning)U(｜α〉｜0〉)=｜糾纏(Entanglement)貝爾不等性兩個(gè)或多個(gè)量子位元之間存在著非古典關(guān)聯(lián)。｜Ψ〉=｜00〉+｜11〉/√2｜Ψ〉≠｜a〉｜b〉糾纏(Entanglement)貝爾不等性非區(qū)域性(NonLocality)魅影作用量子糾纏的另一個(gè)特點(diǎn)就是此關(guān)聯(lián)是非定域性。非區(qū)域性(NonLocality)魅影作用密碼學(xué)公開金鑰密碼學(xué) Onetimepad

Cryptography量子密碼學(xué) Quantum

Cryptography密碼學(xué)公開金鑰密碼學(xué)Onetimepadcryptography亂數(shù)產(chǎn)生與明文等長的金鑰，使用後則立即丟棄並重新產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：密文與明文無統(tǒng)計(jì)性關(guān)聯(lián)密文並無明文的訊息缺點(diǎn)：隨機(jī)產(chǎn)生金鑰的困難金鑰的分送與保護(hù)Onetimepadcryptography亂數(shù)產(chǎn)生與GoGoDD(Quantum)CryptographyBB84ProtocolB92ProtocolGoGoDD(Quantum)CryptographyBBB84Protocol量子通道／公共通道直線基”+”： 0?偏振態(tài)|→〉，90?偏振態(tài)”↑〉對(duì)角基”×”： 45?偏振態(tài)|↗〉，135?偏振態(tài)”↖〉BB84Protocol量子通道／公共通道Alice隨機(jī)產(chǎn)生一組位元並隨機(jī)選擇基底傳送光子。Bob隨機(jī)選擇基底來測量接收的光子。於公共通道比對(duì)雙方基態(tài)。捨棄雙方不同基態(tài)的位元剩下為顯露的金鑰。Bob隨機(jī)選取一半金鑰並選擇雙方同意位元作為隱藏的金鑰Alice隨機(jī)產(chǎn)生一組位元並隨機(jī)選擇基底傳送光子。Bitnumber123456789101112Alice'srandombits011011101010Alice'srandombases＋＋×＋＋＋×＋×××＋Alicesend→↑↖→↑↑↖→↖↗↖→Bob'srandombases×＋××＋×＋＋×××＋Bobobserves↗↑↖↖↑↗↑→↖↗↖→Bob'sbit011110101010Whichagree?√√√√√√√√Sharedsecretkey11101010Randomlychosentocompare√√√√Whichagree?√√√√Unrevealedsecretkeys1101Bitnumber123456789101112AliceB92ProtocolAlice與Bob各自從EPR態(tài)中取A與B粒子。欲傳送C粒子上的未知量子態(tài)｜Ψ〉。Alice將C粒子與手中的A粒子做貝爾測量。在古典通道告知其結(jié)果。Bob則對(duì)手中粒子操作後就可把未知量子態(tài)｜Ψ〉重現(xiàn)於B粒子上。B92ProtocolAlice與Bob各自從EPR態(tài)中量子資訊探索-密碼學(xué)課件結(jié)論古典電腦面臨的挑戰(zhàn)量子電腦的衝擊量子科技未來結(jié)論古典電腦面臨的挑戰(zhàn)參考資料密碼學(xué)－加密演算與密碼分析計(jì)算實(shí)驗(yàn) (鄧安文10.2006)密碼學(xué)與網(wǎng)路安全 (WilliamStallings

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一個(gè)量子位元有兩種可能的狀態(tài)｜0〉or｜1〉位元／量子位元(Bit/Qubit)Classical疊加(Superposition)態(tài)疊加原理(superpositionprinciple)：如果∣X〉和∣Y〉是兩個(gè)互相獨(dú)立的量子態(tài)，那麼它們的任意線性疊加 α｜X〉+β｜Y〉，其中｜α｜2+｜β｜2＝1，也會(huì)是一個(gè)量子態(tài)。少量的量子位元儲(chǔ)存驚人的資訊量。提供了量子平行處理(QuantumParallelism)。疊加(Superposition)態(tài)疊加原理(superpo不可複製性(NonCloning)U(｜α〉｜0〉)=｜α〉｜α〉U(｜β〉｜0〉)=｜β〉｜β〉｜α〉≠｜β〉Let｜γ〉＝(｜α〉＋｜β〉)Then U(｜γ〉)＝(｜α〉｜α〉＋｜β〉｜β〉)≠｜γ〉｜γ〉不可複製性(NonCloning)U(｜α〉｜0〉)=｜糾纏(Entanglement)貝爾不等性兩個(gè)或多個(gè)量子位元之間存在著非古典關(guān)聯(lián)。｜Ψ〉=｜00〉+｜11〉/√2｜Ψ〉≠｜a〉｜b〉糾纏(Entanglement)貝爾不等性非區(qū)域性(NonLocality)魅影作用量子糾纏的另一個(gè)特點(diǎn)就是此關(guān)聯(lián)是非定域性。非區(qū)域性(NonLocality)魅影作用密碼學(xué)公開金鑰密碼學(xué) Onetimepad

Cryptography量子密碼學(xué) Quantum

Cryptography密碼學(xué)公開金鑰密碼學(xué)Onetimepadcryptography亂數(shù)產(chǎn)生與明文等長的金鑰，使用後則立即丟棄並重新產(chǎn)生。優(yōu)點(diǎn)：密文與明文無統(tǒng)計(jì)性關(guān)聯(lián)密文並無明文的訊息缺點(diǎn)：隨機(jī)產(chǎn)生金鑰的困難金鑰的分送與保護(hù)Onetimepadcryptography亂數(shù)產(chǎn)生與GoGoDD(Quantum)CryptographyBB84ProtocolB92ProtocolGoGoDD(Quantum)CryptographyBBB84Protocol量子通道／公共通道直線基”+”： 0?偏振態(tài)|→〉，90?偏振態(tài)”↑〉對(duì)角基”×”： 45?偏振態(tài)|↗〉，135?偏振態(tài)”↖〉BB84Protocol量子通道／公共通道Alice隨機(jī)產(chǎn)生一組位元並隨機(jī)選擇基底傳送光子。Bob隨機(jī)選擇基底來測量接收的光子。於公共通道比對(duì)雙方基態(tài)。捨棄雙方不同基態(tài)的位元剩下為顯露的金鑰。Bob隨機(jī)選取一半金鑰並選擇雙方同意位元作為隱藏的金鑰Alice隨機(jī)產(chǎn)生一組位元並隨機(jī)選擇基底傳送光子。Bitnumber123456789101112Alice'srandombits011011101010Alice'srandombases＋＋×＋＋＋×＋×××＋Alicesend→↑↖→↑↑↖→↖↗↖→Bob'srandombases×＋××＋×＋＋×××＋Bobobserves↗↑↖↖↑↗↑→↖↗↖→Bob'sbit011110101010Whichagree?√√√√√√√√Sharedsecretkey11101010Randomlychosentocompare√√√√Whichagree?√√√√Unrevealedsecretkeys1101Bitnumber123456789101112AliceB92ProtocolAlice與Bob各自從EPR態(tài)中取A與B粒子。欲傳送C粒子上的未知量子態(tài)｜Ψ〉。Alice將C粒子與手中的A粒子做貝爾測量。在古典通道告知其結(jié)果。Bob則對(duì)手中粒子操作後就可把未知量子態(tài)｜Ψ〉重現(xiàn)於B粒子上。B92ProtocolAlice與Bob各自從EPR態(tài)中量子資訊探索-密碼學(xué)課件結(jié)論古典電腦面臨的挑戰(zhàn)量子電腦的衝擊量子科技未來結(jié)論古典電腦面臨的挑戰(zhàn)參考資料密碼學(xué)－加