翟晨曦 郑心如 杨建伟

(东南大学吴健雄学院610081班,江苏南京 211189)

量子密码及BB84协议的分析

翟晨曦 郑心如 杨建伟

(东南大学吴健雄学院610081班,江苏南京 211189)

拥有强大破密功能的量子计算机的出现预示着传统的RSA密码算法最终将被淘汰.要对付量子计算机惊人的密码破译功能,唯一途径就是运用量子密码技术.作为量子密码术中最基本的协议,BB84协议有其独特的优势.尽管我们是一年级学生,但在《双语物理导论》课程教育理念的鼓励下,带着对量子密码的兴趣,我们小组展开了对它的初步研究,阐述了量子密码学原理及BB84协议,并就此分析了其安全性及制约因素.

量子密码原理;BB84协议;安全性;制约因素

1 量子密码学原理

微观世界的粒子有许多共轭量,如位置和速度、时间和能量,都是一对共轭量,在某一时刻,人们只能对一对共轭量之一进行测量,不能同时测得另一个与之共轭的量,比如对位置进行测量的同时,就失去了对速度进行测量的可能性.

海森堡量子测不准原理:对于任意两个量子的测量值 A和B,有

式中 ,ΔA=A-〈A〉,ΔB=B-〈B〉,[A,B]=AB-BA.

可见,(ΔA)2和(ΔB)2反映了测量值 A和B的不确定性.由于测量值存在不兼容性,即对于[A,B]≠0,测量值 A的不确定性(ΔA)2的减少将迫使测量值B的不确定性(ΔB)2增加,反之亦然,因此不可能同时准确测量A和B,对其中一个的测量将影响对另一个的测量.

在传统的物理信道中,当存在窃听者时,收发双方不会知道窃听者的存在,尤其像光盘或无线电波,其中所携带的信息……