實現安全通信的量子加密方法

實現安全通信的量子加密方法,以解決現有量子密鑰發布技術中內容不可控以及現有加密協議安全性較差等問題,首先發送方將源比特流分區,并進行區級的容錯編碼和區內的糾錯編碼;將編碼后的比特流映射為光子序列,通過量子信道傳送一定長度的光子子序列;發送方和接收方再利用經典信道驗證本次量子通信是否被偵聽,若被偵聽則認為量子信道不安全,終止發送;若沒有,則繼續前述步驟,直至光子序列全部發送完畢;發送方宣布每個編碼區的制備基,接收方恢復源比特流.本發明采用與量子密鑰發布技術相同的信道結構,結合兩類經典的編碼方法,實現了安全通信;可有效判定經某種經典編碼方法處理過的編碼數據在傳送過程中是否曾被偵聽.

量子加密

量子加密通常的信息載體是光子，也就是組成光的基本粒子。我們把一個比特的信息加載在一個光子上，然后把光子一個個發出去。接收方在所有收到的光子中取出一部分，跟原本發送的信息比較。如果準確無誤，就說明信息傳輸是安全的。但單個的光子是如此脆弱，非常容易就會湮沒在茫茫“取經路”上。通常而言，從“東土大唐”出發的一百個光子，只有一個光子能取得真經，因此傳統量子加密的效率是極低的。

量子加密簡介

量子加密技術是利用物理學中量子的特性，如光子的偏振現象，測不準原理等等發展起來的一種新型加密技術。

量子密碼術以量子糾纏定理為基礎，在原則上可以提供不可破譯的保密通信體系。與其它算法相比，它有著可證明的安全性：同時能對窺聽者的侵入進行檢測，克服了傳統密碼學的桎梏，為未來的網絡通信提供了真正確實的保障。而且當量子計算機成為現實時，以大規模并行的計算會產生其它計算機不可比的速度。

量子加密物理原理

在量子密碼學中，量子保密通信的基礎是量子物理學中的物理效應或原理。例如量子加密中的BB84協議的物理基礎是光子的偏振現象及其所滿足的Heisenberg測不準原理，密鑰的存儲依賴的物理效應是EPR效應。

光子的偏振現象

每個光子都有一個偏振方向，其偏振方向即是電場的振蕩方向。在量子密碼學中用到兩種光子偏振，即線偏振和圓偏振，其中線偏振可取兩個方向：水平方向和垂直方向：圓偏振包括左旋和右旋兩種情況。在量子力學中，光子的線偏振和圓偏振是一對共軛可觀測量，也就是說，光子的線偏振態與圓偏振態是不可同時測量的。值得說明的是，在同一種偏振態下的兩個不同的方向是可完全區分的，例如，在線偏振態中的水平方向和垂直方向是可完全區分的。