Advanced Science News专题报道精密光谱科学与技术国家重点实验室合作研究新混合型量子—经典加密研究成果
发布日期:2019-02-18   作者:王玲   浏览次数:1719

近日,Advanced Science News 专题报道了华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室张诗按研究团队在《AdvancedQuantum Technology》期刊发表的新混合型量子经典加密的研究成果:Compressed 3D image information and communication security

无论对于个人、企业或者国家安全而言,信息与通讯安全对于信息传递都是至关重要的,这使得信息与通讯安全技术成为21世纪最基本的研究方向。

随着信息与通讯安全要求的不断提高,混合型量子经典加密方法被认为是保护信息安全的最有效策略。但是,一方面由于光纤中光子损失和探测器低工作效率,另一方面量子密钥需求量大而且量子密钥分发QKD产生速率低,这极大限制了信息传输的带宽,传输距离通常只有数百公里。目前,一些后加密方案可以提高信息传输带宽,但是由于信息、密钥和签名量大,很容易受到攻击。

针对这个关键科学问题,华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室张诗按研究员领导的国际团队,打破当下传统思想的束缚,发展了一种新混合型量子经典结合的加密方案。这种新加密方案结合了量子密钥分发(QKD)与压缩感知算法,用QKD产生量子密钥加密并解密压缩的三维(X-Y-T)图像信息。由于数据压缩,在信息传输过程中只需要少量量子密钥。同时,压缩感知加密算法具有很好鲁棒性和容错性。这些都可以使信息传输带宽大大增加,不论是在量子信道上还是经典信道上。另外,该新混合型加密算法对实时评估信息传输安全具有极大的促进作用。

正如作者陈述:由于传输的信息安全可以被保证和信息带宽被大大的提高,这项研究可以把混合型量子——经典结合加密算法提到一个新台阶,也可以促进信息与通讯安全技术的实际应用。

该论文共同第一作者为华东师范大学精密科学技术与国家重点实验室的博士生杨承帅和中国科学技术大学量子信息重点实验室的博士生丁禹阳,通信作者为华东师范大学的张诗按研究员和中国科学技术大学的陈巍副教授。此外,华东师范大学为论文发表的第一单位。该项研究工作受到国家自然科学基金,国家重点研发计划,上海市自然科学基金的资助。

Advanced Science NewsWiley学术出版集团主办的科技新闻网站,报导在其旗下期刊上发表最新的重要研究成果。

  

上图:压缩三维数据安全传输实验方案设计,加密信息与解密信息通过压缩感知算法实现,加密后的信息通过光纤传输。下图:法拉第-迈克尔逊量子密钥分发QKD系统,其中Q-Laser:量子激光器;S-Laser:同步激光器; Att:衰减片; IM:强调调制器; FMI:法拉第-迈克尔逊干涉仪; PM:相位调制器;FM:法拉第镜; BS:分束片; Mt:监视器; CIR:光学循环器; DWDM:密集波分多路复用; APD:雪崩二极管; SPD:单光子探测器.

新闻报道链接:https://www.advancedsciencenews.com/cryptographic-scheme-for-safer-information-travel/

论文链接:https://doi.org/10.1002/qute.201800034