通讯领域量子加密技术（量子通信保密技术）

本文目录一览：

• 1、量子通信涉及哪些领域的知识?
• 2、量子加密原理
• 3、一文读懂后量子加密(PQC)

量子通信涉及哪些领域的知识?

除了BB84协议外，量子通信领域还有其他的重要协议和实验进展。例如，Ekert在1991年提出了基于纠缠态的E91协议，进一步丰富了量子通信的理论基础。在实验方面，随着技术的发展，科学家们已经成功实现了长距离的量子密钥分发和量子隐形传态等实验，为量子通信的实用化奠定了基础。

量子计算：量子计算是利用量子力学中的量子位和量子态来进行计算和信息处理的领域。传统的计算机使用二进制位（比特）进行计算，而量子计算机利用量子位（量子比特或简称为量子比特）的叠加态和纠缠态，可以在同一时间进行并行计算，大大提高了计算速度和能力。

据悉目前量子通信分为两种，一种是量子密钥分发；另外一种是量子隐形传态。前者是利用量子的不可复制性以及测量的随机性来生成量子密码，给传统的数字通信加密；而后者则是利用量子纠缠直接传送量子比特。

量子加密原理

量子加密的原理量子加密基于量子力学原理，其中最关键的是“量子态”的使用。在传统的加密方法中，数据被加密后发送给接收方，接收方需要使用相同的密钥才能解密数据。利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式，可以有效解决信息安全问题。

综上所述，量子加密技术以其独特的量子力学原理为基础，通过量子纠缠和量子不可克隆性等特性，确保了信息传输过程中的绝对安全性。尽管光子在传输过程中容易受到干扰，但通过量子密钥分发和量子态的传输与验证，量子加密技术能够有效地保护信息不被窃听和篡改。

量子加密简析：量子密钥分配：量子密码学主要关注量子密钥分配，它允许安全地分发密钥，而不是加密数据，从而为后续加密通信提供基础。量子加密技术的安全性：量子加密技术，如Kak协议，利用量子旋转保护数据交换，提供完全抗窃听和黑客攻击的加密方法。即使在数据传输过程中有人试图监听，也无法窃取密钥。

量子加密是一种利用量子力学原理提升信息安全性的创新技术。其核心思想是利用光子的量子位元，这些位元可以是0或1，形成加密和解密的密钥。在实验中，科研人员通过名为玛莎阿姨的棺材的光密盒，让光子以特定的偏振化方向移动30厘米，这个过程中的振荡就代表了量子位元的序列。

量子密钥是一种加密方式，利用海森堡不确定性原理。在加密时，每个单独的光子状态无法准确预测，因为测量会改变它的属性。一组人用对角光器测量时，光子状态会改变为上下或左右振动，无法预测单个光子状态。正确测量才能获得解密信息。测量时正确与否存在不确定性，可能引发安全问题。

过滤器被用来选择性地通过处于某种振动状态的原子，而让其他状态的原子改变振动状态后再通过。Alice在直线和对角线振动模式之间切换，以过滤随机传输的单个光子。通过这种方式，她用两种振动模式中的一种来表示一个单独的位，即1或0。

一文读懂后量子加密(PQC)

随着量子计算发展，其强大计算能力使很多经典加密算法受到威胁。如著名的RSA算法，超算破解其2048位长加密信息需80年，而量子计算暴力破解仅需8小时。为抵抗量子计算机的破解，学界提出后量子密码概念。以SIKE算法破解为例，它是一种后量子计算（PQC）算法，利用椭圆曲线和同源概念实现后量子密钥封装。

HSM通过嵌入式硬件加速器进行秘密密码计算，加强安全通信。然而，目前汽车HSM的架构设计尚未形成通用标准，使得行业面临性能和安全性的双重挑战。未来量子计算机的潜在威胁促使汽车行业探索后量子密码学（PQC），以确保未来的HSM安全性。汽车HSM在ECU内部负责关键安全任务，如哈希函数、对称和非对称加密操作。

密码存储：通常使用PBKDF2和bcrypt进行加盐哈希，增强安全性。数据库敏感信息：如使用sqlite3配合cryptography进行加密存储。文件加密与解密：AES加密文件：Python支持AES算法加密文件。GPG加密：也支持使用GPG进行文件加密。后量子密码学：NIST推荐算法：如pythonpqc库中的NTRU算法，用于应对量子计算的威胁。

这意味着，只有当对话密钥材料永远不会受到损害时，才能提供量子安全性。图片提供：Apple新的 iMessage 安全协议 PQ3 是首个被认定为达到 Apple 所谓的“3 级安全”的消息传递协议。该协议采用了量子加密技术，用于保护密钥生成和消息交换的安全性。