中國電信公開一項量子密鑰分發(fā)專利

4月17日消息（南山）據國家知識產權局，中國電信近期公開了一項量子密鑰分發(fā)專利，公開號：CN117579266A，發(fā)明人：陳家明；張炳；余艷；朱子；方建臣；陳濤。

專利摘要顯示，本申請?zhí)峁┝肆孔用荑€分發(fā)方法、裝置、電子設備及存儲介質。方法包括：通過離散型隨機源生成離散隨機信號；對離散隨機信號進行探測處理，根據探測結果得到原始序列；對原始序列進行偏置糾錯處理，得到真隨機數序列；根據真隨機數序列生成發(fā)送方的量子密鑰分發(fā)結果和接收方的量子密鑰分發(fā)結果。由于本申請離散型隨機源生產的離散型隨機變量探測得到的真隨機數序列具有非周期性、非確定性、不可被預測和不可被復制等特點，是真正意義上的隨機數，消除了被破解的風險，保障了密鑰和簽名信息的安全性。

據介紹，隨著信息技術日新月異的發(fā)展，尤其是進入21世紀后，人們對新時代的通信應用提出了更高層次的需求。經典的數字簽名安全性源于非對稱密鑰加密技術(RSA和ECC)，這些經典的數字簽名協(xié)議安全性是建立在數學計算復雜度之上，并不能給出完整的數學安全性證明。量子計算機利用量子比特的并行計算和量子糾纏的特性，可在較短的時間內解決一些傳統(tǒng)計算機難以處理的問題，使得依賴數學計算復雜度來保證信息安全的傳統(tǒng)數字簽名方案將不再安全。

但是現有的密鑰仍然是基于中心化節(jié)點產生，基于經典密碼學實現密鑰分發(fā)、數字簽名驗證等步驟，例如利用OTP方法來提高私鑰安全性。但是，根據經典信息理論，在實際使用過程中OTP系統(tǒng)的安全性直接依賴于所使用的密鑰是否符合協(xié)議要求：即生成密鑰在理論上的真隨機性，以及足夠長密鑰的安全分發(fā)，其中，足夠長往往指密鑰理論上需要無限長的數字組成序列。而現有的密鑰分發(fā)方法中密鑰長度有限，屬于偽隨機數范疇，當攻擊者獲取相關生成信息，那么密文被破解的風險性就將大大提高。

此外，發(fā)送方和接收方需要實時生成和交換密鑰，而每個密鑰必須與明文長度相等只能使用一次，大幅增加保密難度，在實施數字簽名過程中采用的簽名算法、驗證算法也存在極大的安全隱患。

本申請?zhí)峁┑募夹g方案，利用量子隨機數發(fā)生器進行真隨機數的構建，消除了被破解的可能性，產生的隨機密鑰是真正意義上的隨機數；在執(zhí)行量子數字簽名時，基于量子力學的無條件安全性作為保障，解決了傳統(tǒng)數字簽名安全性依賴數學計算復雜度的問題，可實現密鑰的安全分發(fā)，以物理手段保證簽名信息的安全性。

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