我院师生荣获第十七届“挑战杯“竞赛“揭榜挂帅”专项赛特等奖

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2022年04月08日

    近期,在第十七届“挑战杯“竞赛“揭榜挂帅”专项赛(“信息安全中的‘矛’‘盾’交锋—— 抵抗量子计算冲击的量子安全应用”)比赛中,由我院教师马雄峰指导的张行健、黄溢智、刘国定团队荣获特等奖,并成功晋级擂台赛。

    我院参赛团队提交的《量子网络流式后处理方案》,创新性地提出了具有流算法特性的隐私放大方案。该方案具有信息论保证的安全性,可以直接应用于当前天-地一体化量子通信网络,有助于降低量子通信延时,提高中继网络安全性;此外,该方案还可用于随机数提取任务,并提供了一种对包括基于计算复杂性的随机数产生协议进行分析的理论框架。利用该方案,团队进行了量子随机性提取任务的展示,为后续规模推广提供了较高的参考价值。

量子网络流式后处理方案特点:

1. 安全性:在保证信息论安全性的前提下,对来源于量子纠错码的隐私放大方案重新进行化归,由传统的分组算法修改为流式算法,使其更加具有实用性;

2. 流式输出:由于新方案将原始密钥与产生的伪随机数串进行逐比特的异或操作得到安全密钥,可以达到输入一个比特原始密钥就能输出一个比特安全密钥的流式输出的效果,有助于(1)防止先前数据处理环节遗留错误发生扩散;(2)减少特定应用场景处理过程延时;

3. 预处理:由于伪随机数串的产生与量子密钥分发协议本身无关,可以预先生成,达到节省实时处理时间的效果;

4. 通用性:新方案只是对隐私放大方案进行了改进,对具体的量子密钥分发协议没有要求,可以直接应用于现有的量子密钥分发协议的后处理中;

5. 易于工程实现:新方案在实现时不需对量子网络硬件进行修改,仅需调整后处理软件模块,实施成本低;

6. 扩展性:新方案可以进行扩展,与其他通信协议相结合,例如与延时隐私放大结合,降低对量子网络中继节点的可信度要求。