世界量子密码专利分析（量子保密技术）

本文目录一览：

• 1、筑起铜墙铁壁，量子密码实用化会给未来带来怎样的变化？
• 2、量子通信真的无法破译吗？
• 3、量子通信市场的分析是怎样的呢？
• 4、计算机网络信息安全技术上密码技术的发展了那几个阶段？分别发生了那些显著的变化？
• 5、量子密码是什么哦？用于哪些方面

筑起铜墙铁壁，量子密码实用化会给未来带来怎样的变化？

当今量子计算机领域正大踏步前进是不容辩驳的事实，在理论上被认为无法盗取的量子密码则是另一个被寄予厚望的区域。在世界范围内，量子密码出现了越来越多实用化可能，量子密码具有信息论可证的安全性，其攻防与更具现实安全性方案的不断迭代，使量子密码技术日趋完善，让人类追寻了几千年的绝对安全通信近乎最终实现。筑起铜墙铁壁，量子密码实用化会让未来朝实用化和产业化迈进，其芯片化、集成化将进一步推升信道容量并降低成本，令实用和产业化的前景可期，被更多人竞相追求。其通过利用量子力学本质的态叠加和不可克隆原理，结合已被严格证明的一次一密加密算法，理论上可以保证加密通信内容的绝对安全。量子密码的物理学概念为量子密码术，也就是利用我们当前的物理学知识来开发不能被破获的密码系统。因为如不了解发送者所使用的密钥，接受者几乎无法破解并得到相关内容。但量子密码术与传统的密码系统并不同，它依赖于物理学作为安全模式的关键方面，而并不是数学。实质上，量子密码术是基于单个光子的应用和其固有的量子属性开发的不可破解的密码系统，该系统的量子状态在不干扰系统的情况下无法被测定。理论上其他微粒也可以用，只是光子具需要的所有品质，它们的行为相对容易理解，同时又是最有前途的高带宽通讯介质。传统密码系统利用极大质数相乘产生的积来加密，反向寻找质数会浪费过多时间，也会损耗计算机大量处理能力，其安全性正是建立在对这种单向问题的求解上。尽管密码足够强大，足以守护现代社会里的很多秘密，如银行账户密码、秘密数据库的密码等，但同时也很脆弱。而量子密码利用了量子力学物理性质，从原理上来说更加安全，是无法破解的。信息发送者凭借单个光子携带用于加密和解密的密钥信息，如遇第三方试图盗取，必会留下痕迹，收发双方通过确认单光子此刻状态，就能判断信息是否已被监听。量子密码在原理上是无法被破解的，因为使用者可以很快觉察到第三方的出现。如此一来，这样的安全系统可用来传输包含机密信息的加密语音通话、传真和电子邮件等多种领域大显身手。

量子通信真的无法破译吗？

量子通信真的无法破译吗？

量子通信无法破译。但在解释这句话的意思之前，我们需要首先明白一点：这里的“量子通信”特指“量子密码术”。

在科学界的用法中，“量子信息”是一个由量子力学和信息科学结合而产生的一个交叉学科，其中包括“量子通信”和“量子计算”，而量子通信的应用又有“量子密码术”、“量子隐形传态”和“超密编码”等等。这个学科的逻辑结构请见下图。

量子信息学科内容

不过，量子信息的所有应用都有很高的技术难度，大部分都处于实验室演示阶段。而量子密码术的技术难度相对较低，所以目前已经接近实用，成了媒体报道的中心。因此，当媒体报道“量子通信”如何如何的时候，他们往往实际上指的就是量子密码术，即量子通信的一部分而非全部。这是我们在看新闻时需要注意的。

顾名思义，我们立刻就可以明白量子密码术是一种保密的方法，并不是很多人以为的“瞬间传输”、“空间跳跃”之类不可思议的东西。那么，它对保密有什么特别的好处呢？

大多数科普作品会告诉你，量子密码术不可破译。很好，这话是正确的。但大多数科普作品在解释它不可破译的原因时，却绕得太远，以至于许多读者不知所云了。实际的原因很简单：用“一次性便笺”密钥加密的密文是不可破译的，而量子密码术产生的密钥正是一次性便笺。

什么是一次性便笺呢？信息论的创始人香农证明过这样一个定理：密钥如果满足三个条件，那么密文通信就是不可破译的。这三个条件是：一，密钥是一串随机的字符串；二，密钥的长度跟明文一样，甚至更长；三，每传送一次密文就更换密钥，即“一次一密”。满足这三个条件的密钥，就被形象地称作“一次性便笺”。

香农

稍微思考一下，就能理解香农的定理。比如说，你拿到的密文是一个8位的字符串DHDSBFKF，这其中每一位的原文都是另外一个字符，对应规则都是“在英文字母表上前进x步”，但x对每一位都单独取值（这就需要密钥的长度至少跟原文一样，即第二个条件），而且是随机的（第一个条件）。例如第一位的x = 1，把原文的C变成密文的D，第二位的x = 3，把原文的E变成密文的H。如果你是敌对方，你如何猜出原文？

任何破译方法都必须基于某种线索。例如一个常用的线索是，英文中各个字母使用频率不同（最常见的前五位是E、T、A、O、I）。由此，通过统计密文中每个字母出现的频率，就可望找出密钥。但这只适用于每一位的变换规则都相同的情况（即只有一个统一的x），而在这里每一位都有自己随机的x，这一招就用不上了。如果不是一次一密（第三个条件），你还可以连续截获好几份密文，然后在多份密文的同一个位置做这种频率分析。但加上一次一密之后，连这个仅存的希望也破灭了。因此，你除了瞎蒙之外，还能干什么呢？

因此，制造不可破译的密文，并不是量子密码术的专利。在传统的密码术中，只要让通信双方都拿到一次性便笺密钥，他们的密文就是不可破译的。

你也许会感到奇怪：既然这样，保密的问题不是已经解决了吗？回答是：没有解决，因为真正的困难在于密钥的分发，或者叫配送。

在传统密码术中，双方要共享密钥，只有两种途径。一是直接见面，——但如果方便见面，哪还需要通信？二是通过信使传递，——但信使可能被抓或者叛变，前者如《红灯记》中李玉和，后者如《红岩》中的甫志高。这才是真正的麻烦所在！

量子通信市场的分析是怎样的呢？

与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。

政策方面，我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。

技术方面，中国量子通信专利数超3000项，领先美国。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，加强技术支持，我国有望成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。

量子通信较传统通信优势明显

与传统的通信技术相比，量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。量子通信线路时延几乎为零，信息传递速度快，过程无障碍;量子通信中的信息传输与通信双方之间的传播媒介无关，不受空间环境的影响，具有完好的抗干扰性能;

由于量子不可克隆，成为量子密钥的基础，量子密码安全性很高，一般不能被破译;相比于传统的通信手段，同等条件下量子通信技术获得可靠通信所需的信噪比低30-40dB。

“十四五”规划推动量子通信发展

我国出台多项政策推动量子通信发展，2021年开始实行的“十四五”规划提出，要使全社会研发经费投入年均增长7%以上，并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。

在十四五建设时期要加强关键数字技术创新应用，加快布局量子计算、量子通信等前沿技术，并在量子信息等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局未来产业。我国将构建完整的天地一体广域量子通信网络技术体系，率先推动量子通信技术在金融、政务和能源等领域广泛应用。

2021年3月15-3月21日通信细分板块中只有量子通信上涨3.1%，其他如移动互联、卫星通信导航、区块链、云计算、物联网均下跌。可知通信板块表现下跌，但是量子通信表现最佳，可知量子通信发展势头较好。

中国量子通信专利数超3000项，领先美国

2013年“斯诺登事件”发生后，我国大力研发量子通信和密钥技术，2016年，我国成功发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，并获得了千公里级星地量子密钥分发、量子隐形传态以及纠缠分发等多项具有国际领先水平的科学成果。

2020年美国政府提出了打造量子互联网的计划;中国也在切实建设量子通信体系，中国科学技术大学2021年1月宣布成功组建跨越4600公里的天地一体化量子通信网络。

据日本信息分析机构VALUENEX，在光量子交换机等硬件相关专利方面，中国优势明显：华为公司拥有100项专利，居世界第二位;北京邮电大学拥有84项专利，排在第四位。

在软件方面，中国也拥有很强的实力，中国建设了连接北京和上海的量子通信网，积累了设备开发和应用的知识经验。中国量子通信专利数超3000项，遥遥领先于美国。

量子通信朝着量子互联网发展

量子通信技术是未来保障信息安全的重要手段，是国家重点支持发展的行业。云计算、移动互联网、物联网、大数据等新技术、新应用和新模式的出现，对信息安全提出了新的要求，信息安全牵涉到国家安全和社会稳定，我国已将信息安全提升为国家安全战略。

近年来，我国加快在量子科技领域的发展，相关的科研经费投入，专利申请布局和应用探索等方面都具备较好的实践基础和发展条件。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计，我国的量子科技行业或将快速发展，成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。

—— 更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》

计算机网络信息安全技术上密码技术的发展了那几个阶段？分别发生了那些显著的变化？

主要分三个阶段！

密码学是一个即古老又新兴的学科。密码学(Cryptology)一字源自希腊文"krypto's"及"logos"两字，直译即为"隐藏"及"讯息"之意。密码学有一个奇妙的发展历程，当然，密而不宣总是扮演主要角色。所以有人把密码学的发展划分为三个阶段：

第一阶段为从古代到1949年。这一时期可以看作是科学密码学的前夜时期，这阶段的密码技术可以说是一种艺术，而不是一种科学，密码学专家常常是凭知觉和信念来进行密码设计和分析，而不是推理和证明。

早在古埃及就已经开始使用密码技术，但是用于军事目的，不公开。

1844年，萨米尔·莫尔斯发明了莫尔斯电码：用一系列的电子点划来进行电报通讯。电报的出现第一次使远距离快速传递信息成为可能，事实上，它增强了西方各国的通讯能力。

20世纪初，意大利物理学家奎里亚摩·马可尼发明了无线电报，让无线电波成为新的通讯手段，它实现了远距离通讯的即时传输。马可尼的发明永远地改变了密码世界。由于通过无线电波送出的每条信息不仅传给了己方，也传送给了敌方，这就意味着必须给每条信息加密。

随着第一次世界大战的爆发，对密码和解码人员的需求急剧上升，一场秘密通讯的全球战役打响了。

在第一次世界大战之初，隐文术与密码术同时在发挥着作用。在索姆河前线德法交界处，尽管法军哨兵林立，对过往行人严加盘查，德军还是对协约国的驻防情况了如指掌，并不断发动攻势使其陷入被动，法国情报人员都感到莫名其妙。一天，有位提篮子的德国农妇在过边界时受到了盘查。哨兵打开农妇提着的篮子，见里头都是煮熟的鸡蛋，亳无可疑之处，便无意识地拿起一个抛向空中，农妇慌忙把它接住。哨兵们觉得这很可疑，世界量子密码专利分析他们将鸡蛋剥开，发现蛋白上布满了字迹，都是英军的详细布防图，还有各师旅的番号。原来，这种传递情报的方法是德国一位化学家提供的，其作法并不复杂：用醋酸在蛋壳上写字，等醋酸干了后，再将鸡蛋煮熟，字迹便透过蛋壳印在蛋白上，外面却没有任何痕迹。

1914年8月5日，英国“泰尔哥尼亚”号船上的潜水员割断了德国在北大西洋海下的电缆。世界量子密码专利分析他们的目的很简单，就是想让德国的日子更难过，没想到这却使德方大量的通讯从电缆转向了无线电。结果，英方截取了大量原本无法得到的情报。情报一旦截获，就被送往40号房间——英国海军部的密件分析部门。40号房间可以说是现代密件分析组织的原型，这里聚集了数学家、语言学家、棋类大师等任何善于解谜的人。

1914年9月，英国人收到了一份“珍贵”的礼物：同盟者俄国人在波罗的海截获了一艘德国巡洋舰“玛格德伯格”号，得到一本德国海军的密码本。他们立即将密码本送至40号房间，允许英国破译德国海军的密件，并在战争期间围困德军战船。能够如此直接、顺利且经常差不多是同时读取德国海军情报的情况，在以往的战事中几乎从未发生过。

密码学历史上最伟大的密码破译事件开始于1917年1月17日。当时英军截获了一份以德国最高外交密码0075加密的电报，这个令人无法想象的系统由一万个词和词组组成，与一千个数字码群对应。密电来自德国外交部长阿瑟·齐麦曼，传送给他的驻华盛顿大使约翰·冯·贝伦朵尔夫，然后继续传给德国驻墨西哥大使亨尼希·冯·艾克哈尔特，电文将在那里解密，然后交给墨西哥总统瓦律斯提阿诺·加汉扎。

密件从柏林经美国海底电缆送到了华盛顿，英军在那里将其截获并意识到了它的重要性。但是，同样接到密件的约翰·冯·贝伦朵尔夫却在他的华盛顿办公室里犯了个致命的错误：他们将电报用新的0075密件本译出，然后又用老的密件本加密后用电报传送到墨西哥城。大使先生没有意识到，他已经犯下了一个密码使用者所能犯的最愚蠢的、最可悲的错误。

此时，已经破译了老密码的英方正对着这个未曾破译的新外交密码系统一筹莫展，不过没过多久，他们便从大使先生的糊涂操作中获得了新旧密码的比较版本。随着齐麦曼的密件逐渐清晰起来，其重要性令人吃惊。

尽管1915年美国的远洋客轮“露斯塔尼亚”号被德军击沉，但只要德国对其潜艇的行动加以限制，美国仍将一直保持中立。齐麦曼的电文概括了德国要在1917年2月1日重新开始无限制海战以抑制英国的企图。为了让美国原地不动，齐麦曼建议墨西哥入侵美国，重新宣布得克萨斯州、新墨西哥州和亚里桑纳州归其所有。德国还要墨西哥说服日本进攻美国，德国将提供军事和资金援助。

英国海军部急于将破译的情报通知美国而又不能让德国知道他们的密码已被破译。于是，英国的一个特工成功地渗入了墨西哥电报局，得到了送往墨西哥总统的解了密的文件拷贝。这样，秘密就可能是由墨西哥方泄露的，他们以此为掩护将情报透露给了美国。

美国愤怒了。每个人都被激怒了，原先只是东海岸的人在关心，现在，整个中西部都担心墨西哥的举动。电文破译后六个星期，美国对德国宣战。当总统伍德罗·威尔逊要求对德宣战时，站在他背后的，是一个团结起来的愤怒的国家，它时刻准备对德作战。

这可能是密码破译史上，当然也是情报史上最著名的事件。齐麦曼的电文使整个美国相信德国是国家的敌人。德国利用密码破译击败了俄军，反过来又因自己的密码被破译而加速走向了灭亡。

第一次世界大战前，重要的密码学进展很少出现在公开文献中。直到1918年，二十世纪最有影响的密码分析文章之一¾¾William F. Friedman的专题论文《重合指数及其在密码学中的应用》作为私立的“河岸（Riverbank）实验室”的一份研究报告问世了，其实，这篇著作涉及的工作是在战时完成的。一战后，完全处于秘密工作状态的美国陆军和海军的机要部门开始在密码学方面取得根本性的进展。但是公开的文献几乎没有。

然而技术却在飞速的发展，简单的明文字母替换法已经被频率分析法毫无难度地破解了，曾经认为是完美的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被英国人Charles Babbage破解了。顺便说一句，这个Charles Babbage可不是凡人，他设计了差分机Difference Engine和分析机Analytical Engine，而这东西就是现在计算机的先驱。这个事实给了人们两个启示：第一，没有哪种“绝对安全”的密码是不会被攻破的，这只是个时间问题世界量子密码专利分析；第二，破译密码看来只要够聪明就成。在二次大战中，密码更是扮演一个举足轻重的角色，许多人认为同盟国之所以能打赢这场战争完全归功於二次大战时所发明的破译密文数位式计算机破解德日密码。

1918年，加州奥克兰的Edward H.Hebern申请了第一个转轮机专利，这种装置在差不多50年里被指定为美军的主要密码设备，它依靠转轮不断改变明文和密文的字母映射关系。由于有了转轮的存在，每转动一格就相当于给明文加密一次，并且每次的密钥不同，而密钥的数量就是全部字母的个数――26个。

同年，密码学界的一件大事“终于”发生了：在德国人Arthur Scherbius天才的努力下，第一台非手工编码的密码机――ENIGMA密码机横空出世了。密码机是德军在二战期间最重要的通讯利器，也是密码学发展史上的一则传奇。当时盟军借重英国首都伦敦北方布莱奇利公园的「政府电码与密码学院」，全力破译德军之「谜」。双方隔著英吉利海峡斗智，写下一页精彩无比的战史，后来成为无数电影与影集的主要情节，「猎杀U571」也是其中之一。

随着高速、大容量和自动化保密通信的要求，机械与电路相结合的转轮加密设备的出现，使古典密码体制也就退出了历史舞台。

第二阶段为从1949年到1975年。

1949年仙农(Claude Shannon)《保密系统的通信理论》，为近代密码学建立了理论基础。从1949年到1967年，密码学文献近乎空白。许多年，密码学是军队独家专有的领域。美国国家安全局以及前苏联、英国、法国、以色列及其它国家的安全机构已将大量的财力投入到加密自己的通信，同时又千方百计地去破译别人的通信的残酷游戏之中，面对这些政府，个人既无专门知识又无足够财力保护自己的秘密。

1967年，David Kahn《破译者》(The CodeBreaker)的出现，对以往的密码学历史作了相当完整的记述。《破译者》的意义不仅在于涉及到相当广泛的领域，它使成千上万的人了解了密码学。此后，密码学文章开始大量涌现。大约在同一时期，早期为空军研制敌我识别装置的Horst Feistel在位于纽约约克镇高地的IBM Watson实验室里花费了毕生精力致力于密码学的研究。在那里他开始着手美国数据加密标准（DES）的研究，到70年代初期，IBM发表了Feistel和他的同事在这个课题方面的几篇技术报告。

第三阶段为从1976年至今。1976年diffie 和 hellman 发表的文章“密码学的新动向”一文导致了密码学上的一场革命。他们首先证明了在发送端和接受端无密钥传输的保密通讯是可能的，从而开创了公钥密码学的新纪元。

1978年，R.L.Rivest，A.Shamir和L.Adleman实现了RSA公钥密码体制。

1969年，哥伦比亚大学的Stephen Wiesner首次提出“共轭编码”(Conjugate coding)的概念。1984年，H. Bennett 和G. Brassard在次思想启发下，提出量子理论BB84协议，从此量子密码理论宣告诞生。其安全性在于：1、可以发现窃听行为世界量子密码专利分析；2、可以抗击无限能力计算行为。

1985年，Miller和Koblitz首次将有限域上的椭圆曲线用到了公钥密码系统中,其安全性是基于椭圆曲线上的离散对数问题。

1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理论使用到序列密码及保密通信理论，为序列密码研究开辟了新途径。

2000年，欧盟启动了新欧洲数据加密、数字签名、数据完整性计划NESSIE，究适应于21世纪信息安全发展全面需求的序列密码、分组密码、公开密钥密码、hash函数以及随机噪声发生器等技术。

建议世界量子密码专利分析你可以参考下：密码学基础、密码学原理、OpenSSL等书籍

量子密码是什么哦？用于哪些方面

量子密码术用我们当前世界量子密码专利分析的物理学知识来开发不能被破获的密码系统世界量子密码专利分析，即如果不了解发送者和接受者的信息世界量子密码专利分析，该系统就完全安全。量子密码也被称为世界上最安全的密码~

手打辛苦，望采纳↖(^ω^)↗