经典密码学和量子密码学的区别

古典密码学

经典密码学采用多种数学方法来防止窃听者了解加密传输的内容。下面给出了其中使用最广泛和广泛接受的。在整篇文章中,发送者称为“Alice”,接收者称为“Bob”,窃听者称为“Eve”。

量子密码学

它是一种使用“量子力学”的密码学。量子信道的创建需要在发射端和接收端使用偏振滤波器。因此,在发射端,我们可以发送具有一定偏振的图片,而在接收端,我们可以测量光子的偏振。

有两种类型的偏振滤光器:直线型对角线型。直线滤波器具有水平和垂直光子方向,而对角滤波器具有 45 度和 135 度光子方向。垂直排列的方解石晶体和光电倍增管等两个探测器可以检测两个方向。

  • 首先,Alice 创建并向 Bob 发送一系列具有随机偏振(0、45、90 或 135 度)的光子。

  • Bob 接收光子并随机选择是测量它们的直线极化还是对角极化。

  • 随后,Bob 宣布他执行的测量类型(直线或对角线),而不是每个光子的测量结果。

  • 爱丽丝直接告诉他他是否正确测量了每个光子。

  • 爱丽丝和鲍勃然后拒绝鲍勃进行错误测量或他的探测器未能检测到光子的任何情况。

量子密码学与经典密码学

我们将在以下四个维度区分量子密码学和经典密码学 -

  • 主要维度

  • 商业维度

  • 应用尺寸

  • 技术维度

主要维度

原则上,任何传统的私有频道都可以被简单地隐形观看,而发送者或接收者不会意识到窃听。

经典物理学是关于宏观实体和现象(例如无线电波)的理论,它允许在不干扰其他质量的情况下测量物品的物理特性。类似加密密钥的信息包含在特定项目或信号的可计算物理特性中。因此,被动窃听在经典密码学中是一种真正的可能性。

量子理论是量子密码学的基础,被认为可以指导所有对象,尽管其影响在单个原子或亚原子粒子(例如微观系统)中最为明显。

  • 在经典密码学中,经常需要更大的密钥,因为处理能力每 18 个月翻一番,并且计算成本随着时间的推移而迅速降低 [摩尔定律]。因此,基于 kbit 密钥的安全方法在未来可能变得不安全,需要不断更新。

  • 另一方面,量子密码的安全性是基于量子物理学的基本定律,因此未来需求发生实质性变化的可能性极小。

商业维度

现有的量子密码商业解决方案;但是,它们仅适用于点对点连接。另一方面,西门子和格拉茨技术大学开发的加密芯片可以开发具有许多成员的网络,但每个单元的成本为 100,000 欧元,该系统非常昂贵且劳动密集型。

传统的密码学可以在软件中实现,客户几乎没有成本。此外,基于经典密码学的密码系统可以在智能卡等小型硬件组件上实现,但在量子密码学的情况下,缩小到这样的水平需要太多的研究。

应用尺寸

数字签名向接收者证明数字数据的有效性。数字签名确保通信是由公认的发件人创建的,并且在传输过程中没有被更改。密钥生成、签名和密钥验证是三种主要算法。但是,我们都知道算法很难在量子密码学中实现。

因此,量子密码学缺乏一些基本功能,如数字签名、认证邮件等。

技术维度

中国科学家实现了世界上距离最长的量子通信传输,也被称为“瞬时物质传输技术”。中国工业大学和清华大学合肥国家实验室的研究人员通过自由空间量子通信实验,有效地将通信距离提高到10公里。然而,传统的密码学可用于跨越数百万公里的长距离通信。根据最近的研究,东芝在量子密钥分发方面实现了新的记录比特率,平均为 1 Mbit/s。另一方面,经典密码术的比特率很大程度上取决于处理能力

结论

量子密码学是基于量子力学和信息论思想的结合。QC 安全标准基于经典信息论原理和海森堡不确定性原理。

实验表明,密钥可以以低比特率短距离传输。它与传统的密钥加密方法相结合,可以显着提高数据传输的保密性。很明显,量子密码学比经典密码学具有明显的优势,即使有几个问题仍未解决。

以上是 经典密码学和量子密码学的区别 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/359741.html

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